WO2021194381A1 - Crystalline calcium epoxysuccinate, method for producing same and use thereof - Google Patents

Crystalline calcium epoxysuccinate, method for producing same and use thereof Download PDF

Info

Publication number
WO2021194381A1
WO2021194381A1 PCT/RU2021/000122 RU2021000122W WO2021194381A1 WO 2021194381 A1 WO2021194381 A1 WO 2021194381A1 RU 2021000122 W RU2021000122 W RU 2021000122W WO 2021194381 A1 WO2021194381 A1 WO 2021194381A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
calcium
epoxysuccinate
cis
hours
crystalline form
Prior art date
Application number
PCT/RU2021/000122
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Светлана Игоревна ГУСТЯКОВА
Денис Алексеевич Ленев
Евгения Владимировна НИКОЛАЕВА
Original Assignee
Публичное Акционерное Общество "Сибур Холдинг" (Пао "Сибур Холдинг)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from RU2020112407A external-priority patent/RU2787475C2/en
Application filed by Публичное Акционерное Общество "Сибур Холдинг" (Пао "Сибур Холдинг) filed Critical Публичное Акционерное Общество "Сибур Холдинг" (Пао "Сибур Холдинг)
Publication of WO2021194381A1 publication Critical patent/WO2021194381A1/en

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C59/00—Compounds having carboxyl groups bound to acyclic carbon atoms and containing any of the groups OH, O—metal, —CHO, keto, ether, groups, groups, or groups
    • C07C59/235—Saturated compounds containing more than one carboxyl group
    • C07C59/245—Saturated compounds containing more than one carboxyl group containing hydroxy or O-metal groups
    • C07C59/255—Tartaric acid
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D301/00—Preparation of oxiranes
    • C07D301/02—Synthesis of the oxirane ring
    • C07D301/03—Synthesis of the oxirane ring by oxidation of unsaturated compounds, or of mixtures of unsaturated and saturated compounds
    • C07D301/12—Synthesis of the oxirane ring by oxidation of unsaturated compounds, or of mixtures of unsaturated and saturated compounds with hydrogen peroxide or inorganic peroxides or peracids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D303/00—Compounds containing three-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom
    • C07D303/02—Compounds containing oxirane rings
    • C07D303/48—Compounds containing oxirane rings with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, directly attached to ring carbon atoms, e.g. ester or nitrile radicals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
    • C08G59/18—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
    • C08G59/20—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the epoxy compounds used
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G65/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
    • C08G65/02—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring
    • C08G65/04—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring from cyclic ethers only
    • C08G65/22—Cyclic ethers having at least one atom other than carbon and hydrogen outside the ring
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/40—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a carboxyl group including Peroxycarboxylic acids
    • C12P7/44—Polycarboxylic acids
    • C12P7/46—Dicarboxylic acids having four or less carbon atoms, e.g. fumaric acid, maleic acid

Definitions

  • the invention relates to the production of metal carboxylates, in particular, to the crystalline form of cis-2,3-epoxysuccinate calcium, characterized by a modified crystal lattice.
  • the obtained crystalline form of cis-2, 3-epoxysuccinate of calcium is used, for example, in the production of tartaric acid, polycarboxylates, etc.
  • L - (+) - tartaric acid is widely used in the food industry, medicine and pharmacology, analytical chemistry, the production of gypsum products and dry building mixtures, etc.
  • One of the methods for obtaining L - (+) - tartaric acid is a multistage process, including the following stages: obtaining an alkali or alkaline earth metal maleate; epoxidation of maleate with peroxide in the presence of epoxidation catalysts - molybdates or tungstates of alkali or alkaline earth metals to obtain epoxysuccinates of an alkali or alkaline earth metal.
  • epoxidation catalysts - molybdates or tungstates of alkali or alkaline earth metals to obtain epoxysuccinates of an alkali or alkaline earth metal.
  • calcium or barium is usually used as alkali and alkaline earth metals, the salts of which are poorly soluble or insoluble.
  • non-toxic salts are used, i. E. calcium salts;
  • Cis-2,3-epoxysuccinate calcium is obtained in two stages - the first stage of epoxidation with sodium tungstate is carried out using acidic calcium maleate (when neutralizing maleic acid with 0.4-0.6 equivalents of calcium carbonate), and the second stage of crystallization is cis-2, 3-epoxysuccinate calcium (pentahydrate) is carried out at a temperature not exceeding 70 ° C.
  • this method is characterized by insufficiently large crystals, which can lead to a slowdown in salt dissolution due to the low surface area, and, therefore, an increased fermentation time.
  • the claimed method is characterized by the formation of a large number of small crystals and gelation, which ultimately leads to a complex and long process of filtration of crystals of cis-2, 3-epoxysuccinate calcium.
  • the objective of the present invention is to develop a new crystalline form of cis-2,3-epoxysuccinate calcium, which allows more efficiently carry out the process of enzymatic production of L - (+) - tartaric acid.
  • the technical result is to obtain a homogeneous and well-filterable suspension of the crystalline form of cis-2,3-calcium epoxysuccinate with a crystal size of 60 to 115 microns, preferably 100 microns.
  • An additional technical result is the absence of the effect of temperature on the formation of a new crystalline form of cis-2,3-calcium epoxysuccinate.
  • crystalline forms of a substance are understood to mean modifications of the crystalline structure that occur due to the ability of one substance to exist in different crystalline forms, or structures, called polymorphic modifications.
  • the present invention also relates to a method for producing a crystalline form of cis-2, 3-epoxysuccinate calcium according to the present invention, comprising the following steps: a) reacting maleic anhydride or maleic acid with a calcium compound to obtain acid calcium maleate;
  • FIG. 4 shows the particle size distribution of cis-2, 3-epoxysuccinate calcium obtained according to the invention by crystallization at 30 ° C.
  • FIG. 6 shows the results of a full-profile refinement of the diffractogram of cis-2,3-epoxysuccinate calcium obtained according to the invention, according to the LeBel method.
  • starting materials are used with a purity of at least 90%, preferably at least 95%, most preferably at least 98% or more.
  • the reaction is carried out in an aqueous medium, having previously dissolved maleic acid or maleic anhydride in water and adding dry calcium compounds to the resulting solution or suspension.
  • Acidic cis-2, 3-epoxysuccinate calcium is obtained by reacting in an aqueous solution of acidic calcium maleate obtained in stage a) with hydrogen peroxide in the presence of an epoxidation catalyst.
  • the mass concentration of the solution or the mass fraction of a suspension of acidic calcium maleate in water can be from 5 to 50%, preferably from 10 to 30%, most preferably from 15 to 25%.
  • the weight concentration of the catalyst can be from 0.001 to 5%, preferably from 0.1 to 0.5%.
  • the reaction is carried out for 0.5 to 24 hours, preferably 1 to 6 hours, most preferably 2 to 4 hours.
  • the reaction temperature may be 40 to 100 ° C, preferably 50 to 80 ° C, most preferably 55 to 65 ° C. At higher temperatures, hydrolysis of the epoxysuccinate to D-tartrate is possible, while at lower temperatures the reaction can be too slow.
  • the acidic cis-2,3-epoxysuccinate calcium is neutralized by adding a calcium compound in an amount of 0.4-0, b eq. to neutralize acidic salts and bring the pH value to 5-8. Precipitation of crystalline cis-2,3-epoxysuccinate calcium is observed.
  • the crystalline form of cis-2,3-epoxysuccinate calcium can be formed in the form of crystals of various sizes.
  • A, b 8.9121 (1)
  • A, c 7.724 (1)
  • A, beta 103.309 (1) °, which are convenient to use in the biotechnological stage of epoxy ring opening.
  • the invention discloses the use of the crystalline form of cis-2,3-epoxysuccinate calcium according to the present invention as a seed in a process for preparing new portions of the crystalline form of cis-2,3-epoxysuccinate calcium.
  • Elemental analysis was performed using an Elementar Vario MACRO CHNS analyzer.
  • the registration of the precision diffractogram of the cis-2,3-epoxysuccinate calcium powder was performed on a STOE STADI-P diffractometer (WinXPow control software), Co (cobalt) fvbil radiation, with a primary Ge (111) monochromator bent according to Johanson, in the geometry Bragg-Brentano in transmission mode (symmetric scanning w - 2Q) using a linear gas-filled position-sensitive detector.
  • the sample was ground in an agate mortar and applied to an X-ray amorphous PET film, preliminarily smeared with a thin layer of vacuum grease. The thickness of the sample layer was selected empirically according to the signal intensity and the signal / background ratio.
  • the sample was covered from above with a similar mylar film and placed in an annular holder.
  • Example 3 Obtaining a crystalline form of cis-2, 3-calcium epoxysuccinate (crystallization at 50 ° C using a seed).
  • reaction mass was cooled to 30 ° C and 4.9 g of calcium carbonate and a seed in the amount of 2.5 g of cis-2,3-epoxysuccinate calcium according to Example 2. Then gradually added the remaining 44.1 g of calcium carbonate and stirred the reaction mass until the end of gas evolution. After the reaction mass was cooled to 15-20 ° C, while the reaction mass was divided into an aqueous phase and a precipitate. After that, the crystalline phase was separated from the aqueous phase by vacuum filtration on a filter with a pore size of 3-5 ⁇ m with a vacuum in the receiver of 100 mbar. Washed with 500 ml of water. Filtration took an average of 5 minutes. The product consisted of fine crystals (size distribution is shown in Figure 4). The weight after drying was 225.5 g (93%).
  • Example 4 The data of Example 1 and Example 4 on the filtration time show that the rate of filtration of crystals of cis-2,3-epoxysuccinate calcium when using a new crystalline modification as a seed is much higher (Example 4, filtration time 5 min) than in the absence of it ( Example 1, filtration time 60 min).
  • the crystallization temperature does not affect the formation of a new crystalline modification of cis-2,3-calcium epoxysuccinate.
  • the diffractogram was refined by the LeBel method in the Jana2006 software.
  • the initial refinement was carried out for the P2 / t space group (the maximum symmetric one for the monoclinic system), then - for the P21 / n group.
  • the crystal structure was solved using direct space methods in FOX software (Free Object for Xtallograhy).
  • the solution was carried out by the Monte Carlo method in the approximation of a constant occupancy of positions and a penalty for approaching atoms at a distance of less than 0.8 ⁇ .
  • Table 2 the results shown in Table 2 were obtained.
  • Refinement of the crystal structure made it possible to achieve high-quality agreement between the theoretical and experimental diffraction patterns.
  • the results of the full-profile refinement are shown in FIG. 6.
  • the calcium coordination polyhedra are shown in Fig. 7.
  • Calcium ions have eight ligands each, with two bridging water molecules.
  • Each epoxysuccinate anion is a tridentate ligand and binds to only one calcium ion. It should be noted that there is an ⁇ 2 0 molecule not bound to calcium in the crystal structure.
  • crystals of the second crystalline modification contain C - 17.69% H - 4.62%. According to the formula of cis-epoxysuccinate calcium pentahydrate C 4 Hi 2 0ioCa theoretically C 18.46%, H - 4.62%.
  • Example 5 Obtaining a polycarboxylate - a polymer of cis-epoxy-1,4-butanedioic acid (PESA).
  • PESA cis-epoxy-1,4-butanedioic acid
  • Example 6 Obtaining L-calcium tartrate and L - (+) - tartaric acid.
  • the Acinetobacter tartarogenes strain KB-111 was introduced into a 2-liter fermenter containing 500 ml of liquid culture medium consisting of cis-2,3-epoxysuccinate calcium (0.6%), ammonium sulfate (0.5%), dipotassium phosphate (0, 1%), magnesium sulfate (0.05%), with a pH of 7.0.
  • the above mixture was subjected to a reciprocating culture at 30 ° C. for 24 hours, and 500 ml of culture broth was obtained.
  • This culture broth was transferred to a 50 L tank, which contained 30 L of liquid culture medium consisting of peptone (0.1%), ammonium sulfate (0.5%), dipotassium phosphate (0.1%), magnesium sulfate (0, 05%), ferrous sulfate (0.001%), glucose (0.2%), with a pH of 7.0; at the same time, 180 g of cis-2,3-epoxysuccinate calcium was added to the tank according to Example 4. The resulting product was cultured at 30 ° C with stirring and aeration, while 20 g of Terravis K1-2 (trade mark Sasol) was added to the culture as an antifoam agent.
  • liquid culture medium consisting of peptone (0.1%), ammonium sulfate (0.5%), dipotassium phosphate (0.1%), magnesium sulfate (0, 05%), ferrous sulfate (0.001%), glucose (0.2%), with a pH of 7.0; at the same time, 180 g of c
  • L- (+) - tartaric acid was obtained by hydrolysis of calcium L-tartrate tetrahydrate by passing the obtained crystals of L-tartrate calcium tetrahydrate through an ion exchange column.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Epoxy Compounds (AREA)

Abstract

The invention relates to a method for producing a fine crystalline form of calcium cis-2,3-epoxysuccinate which can be used as a seed crystal for producing a crystalline form of calcium cis-2,3-epoxysuccinate and a feedstock for producing L-(+)-tartaric acid.

Description

КРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ ЭПОКСИСУКЦИНАТ КАЛЬЦИЯ, СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЕ CRYSTALLINE CALCIUM EPOXYSUCCINATE, METHOD FOR ITS PREPARATION AND APPLICATION
Область техники, к которой относится изобретениеThe technical field to which the invention relates
Изобретение относится к области производства карбоксилатов металлов, в частности, к кристаллической форме цис-2,3- эпоксисукцината кальция, характеризующейся модифицированной кристаллической решеткой. Полученную кристаллическую форму цис- 2 ,3-эпоксисукцинат кальция используют, например, в производстве винной кислоты, поликарбоксилатов и т.д. The invention relates to the production of metal carboxylates, in particular, to the crystalline form of cis-2,3-epoxysuccinate calcium, characterized by a modified crystal lattice. The obtained crystalline form of cis-2, 3-epoxysuccinate of calcium is used, for example, in the production of tartaric acid, polycarboxylates, etc.
Уровень техники State of the art
L-(+)-винная кислота широко применяется в пищевой промышленности, медицине и фармакологии, аналитической химии, производстве гипсовых изделий и сухих строительных смесей и т.д. L - (+) - tartaric acid is widely used in the food industry, medicine and pharmacology, analytical chemistry, the production of gypsum products and dry building mixtures, etc.
Одним из способов получения L-(+)-винной кислоты является многостадийный процесс, включающий следующие стадии: получение малеата щелочного или щелочно-земельного металла; эпоксидирование малеата пероксидом в присутствии катализаторов эпоксидирования - молибдатов или вольфраматов щелочных или щелочно-земельных металлов с получением эпоксисукцинатов щелочного или щелочно-земельного металла. Для облегчения выделения эпоксисукцинатов из реакционной массы в качестве щелочного и щелочно-земельного металла, как правило, используют кальций или барий, соли которых малорастворимы или нерастворимы. Предпочтительно используют нетоксичные соли, т.е. соли кальция; One of the methods for obtaining L - (+) - tartaric acid is a multistage process, including the following stages: obtaining an alkali or alkaline earth metal maleate; epoxidation of maleate with peroxide in the presence of epoxidation catalysts - molybdates or tungstates of alkali or alkaline earth metals to obtain epoxysuccinates of an alkali or alkaline earth metal. To facilitate the separation of epoxysuccinates from the reaction mixture, calcium or barium is usually used as alkali and alkaline earth metals, the salts of which are poorly soluble or insoluble. Preferably, non-toxic salts are used, i. E. calcium salts;
- ферментативный гидролиз эпоксисукцинатов с получением L- (+)-винной кислоты. - enzymatic hydrolysis of epoxysuccinates to obtain L- (+) - tartaric acid.
Из документа GB1423028 (MITSUBISHI GAS CHEMICAL COMPANY, INC., опубл. 28.01.1976) известен способ получения цис-2,3- эпоксисукцината кальция дигидрата заключающийся во взаимодействии кислого малеата кальция и перекиси водорода в присутствии водорастворимого катализатора эпоксидирования одной или нескольких солей вольфрамовой и/или молибденовой кислоты. По окончании процесса эпоксидирования реакционную массу охлаждают до 25°С, цис-2,3-эпоксисукцинат кальция кристаллизуют и отфильтровывают от жидкой фазы. Недостатком данного способа является низкий выход соли, составляющий 64-75,9%. From the document GB1423028 (MITSUBISHI GAS CHEMICAL COMPANY, INC., Publ. 01/28/1976), a method for producing cis-2,3-epoxysuccinate calcium dihydrate is known, which consists in the interaction of acidic calcium maleate and hydrogen peroxide in the presence of a water-soluble catalyst for the epoxidation of one or more tungsten salts and / or molybdic acid. At the end of the epoxidation process, the reaction mass is cooled to 25 ° C, cis-2,3-epoxysuccinate calcium is crystallized and filtered from the liquid phase. The disadvantage of this method is the low yield of salt, amounting to 64-75.9%.
Из документа GB1534195 (Takeda Chemical Industries, опубл. 29.11.1978) известен способ получения кристаллов эпоксисукцината кальция размером 100 мкм и менее, предпочтительно 70 мкм и менее, выбранный в качестве прототипа. Цис-2,3-эпоксисукцинат кальция получают в две стадии - первую стадию эпоксидирования с вольфраматом натрия проводят, используя кислый малеат кальция (при нейтрализации малеиновой кислоты 0,4-0,6 эквивалентами карбоната кальция), а вторую стадию кристаллизации цис-2, 3- эпоксисукцинат кальций (пентагидрата) проводят при температуре не выше 70°С. Однако данный способ характеризуется недостаточно крупными кристаллами, что может приводить к замедлению растворения соли из-за низкой площади поверхности, и, следовательно, увеличенному времени ферментации. Так же, как будет далее проиллюстрировано в примерах, заявленный способ характеризуется образованием большого количества мелких кристаллов и гелеобразованием, что в конечном итоге приводит к сложному и долгому процессу фильтрации кристаллов цис-2, 3- эпоксисукцината кальция. From document GB1534195 (Takeda Chemical Industries, publ. 11/29/1978), a method for producing epoxy succinate crystals is known calcium with a size of 100 microns or less, preferably 70 microns or less, selected as a prototype. Cis-2,3-epoxysuccinate calcium is obtained in two stages - the first stage of epoxidation with sodium tungstate is carried out using acidic calcium maleate (when neutralizing maleic acid with 0.4-0.6 equivalents of calcium carbonate), and the second stage of crystallization is cis-2, 3-epoxysuccinate calcium (pentahydrate) is carried out at a temperature not exceeding 70 ° C. However, this method is characterized by insufficiently large crystals, which can lead to a slowdown in salt dissolution due to the low surface area, and, therefore, an increased fermentation time. As will be further illustrated in the examples, the claimed method is characterized by the formation of a large number of small crystals and gelation, which ultimately leads to a complex and long process of filtration of crystals of cis-2, 3-epoxysuccinate calcium.
Таким образом, существует необходимость в разработке улучшенных кристаллических форм цис-2,3-эпоксисукцината кальция и способов их получения, а также приготовления хорошо фильтрующихся суспензий цис-2,3-эпоксисукцината кальция для повышения эффективности стадии эпоксидирования и последующей стадии ферментации. Thus, there is a need to develop improved crystalline forms of cis-2,3-epoxysuccinate calcium and methods for their preparation, as well as to prepare well-filterable suspensions of cis-2,3-epoxysuccinate calcium to increase the efficiency of the epoxidation step and the subsequent fermentation step.
Сущность изобретения The essence of the invention
Задачей настоящего изобретения является разработка новой кристаллической формы цис-2,3-эпоксисукцината кальция, позволяющей более эффективно проводить процесс ферментативного получения L-(+)-винной кислоты. The objective of the present invention is to develop a new crystalline form of cis-2,3-epoxysuccinate calcium, which allows more efficiently carry out the process of enzymatic production of L - (+) - tartaric acid.
Технический результат заключается в получении новой кристаллической формы цис-2 ,3-эпоксисукцината кальция, где кристаллы принадлежат к пространственной группе Р21/п, причем параметры кристаллической решетки при 22 °С составляют а=15.1916(2) А, Ь=8.9121(1) А, с=7.724(1) A, beta=103.309(1)°, характеризующейся размером частиц от 60 до 115 мкм, предпочтительно 100 мкм. The technical result consists in obtaining a new crystalline form of cis-2, 3-epoxysuccinate calcium, where the crystals belong to the space group P21 / n, and the parameters of the crystal lattice at 22 ° C are a = 15.1916 (2) A, b = 8.9121 (1) A, c = 7.724 (1) A, beta = 103.309 (1) °, characterized by a particle size of 60 to 115 μm, preferably 100 μm.
Также техническим результатом является получение однородной и хорошо фильтрующейся суспензии кристаллической формы цис-2,3- эпоксисукцината кальция с размером кристаллов от 60 до 115 мкм, предпочтительно 100 мкм. Дополнительным техническим результатом является отсутствие влияния температуры на процесс образования новой кристаллической формы цис-2,3-эпоксисукцината кальция. Also, the technical result is to obtain a homogeneous and well-filterable suspension of the crystalline form of cis-2,3-calcium epoxysuccinate with a crystal size of 60 to 115 microns, preferably 100 microns. An additional technical result is the absence of the effect of temperature on the formation of a new crystalline form of cis-2,3-calcium epoxysuccinate.
Данная техническая задача решается, и достижение технического результата обеспечивается за счет получения новой кристаллической формы цис-2,3-эпоксисукцината кальция при выдерживании нестабильной кристаллической формы цис-2,3- эпоксисукцината кальция в течение от 24 до 240 часов, а также за счет дальнейшего использования новой кристаллической формы цис- 2 ,3-эпоксисукцината кальция в качестве затравочных кристаллов при кристаллизации (затравки). This technical problem is solved, and the achievement of the technical result is ensured by obtaining a new crystalline form of cis-2,3-epoxysuccinate calcium while maintaining the unstable crystalline form of cis-2,3-epoxysuccinate calcium for 24 to 240 hours, as well as due to further the use of a new crystalline form of cis-2, 3-calcium epoxysuccinate as seed crystals during crystallization (seed).
Здесь и далее под различными «кристаллическими формами вещества» понимают видоизменения кристаллической структуры, происходящие из-за способности одного вещества существовать в различных кристаллических формах, или структурах, называемых полиморфными модификациями. Hereinafter, various "crystalline forms of a substance" are understood to mean modifications of the crystalline structure that occur due to the ability of one substance to exist in different crystalline forms, or structures, called polymorphic modifications.
Авторами настоящего изобретения было неожиданно обнаружено, что при выдерживании первоначальной трудно филь рующейся кристаллической формы цис-2 ,3-эпоксисукцината кальция, образуются кристаллы новой кристаллической модификации. Дальнейшее использование новой кристаллической формы в качестве затравки позволяет получить хорошо фильтрующуюся суспензию цис- 2,3-эпоксисукцината кальция со средним размером частиц 100 мкм. It has been surprisingly found by the present inventors that when the original hard-to-filter crystalline form of cis-2, 3-calcium epoxysuccinate is aged, crystals of a new crystalline modification are formed. Further use of the new crystalline form as a seed makes it possible to obtain a well-filterable suspension of cis-2,3-epoxysuccinate calcium with an average particle size of 100 μm.
Неожиданно было обнаружено, что при кристаллизации с затравкой, распределение кристаллов по размерам практически не зависит от температуры кристаллизации, максимум распределения размеров кристаллов составляет 100 мкм. It was unexpectedly found that in crystallization with a seed, the crystal size distribution is practically independent of the crystallization temperature, the maximum crystal size distribution is 100 μm.
Настоящее изобретение также относится к способу получения кристаллической формы цис-2 ,3-эпоксисукцината кальция согласно настоящему изобретению, включающему следующие стадии: a) взаимодействие малеинового ангидрида или малеиновой кислоты с соединением кальция с получением кислого малеата кальция; The present invention also relates to a method for producing a crystalline form of cis-2, 3-epoxysuccinate calcium according to the present invention, comprising the following steps: a) reacting maleic anhydride or maleic acid with a calcium compound to obtain acid calcium maleate;
B) эпоксидирование кислого малеата кальция пероксидом водорода в присутствии катализаторов эпоксидирования с получением кислого цис-2,3-эпоксисукцината кальция; c) нейтрализация кислого цис-2,3-эпоксисукцината кальция путем добавления соединения кальция; d) выдерживание цис-2,3-эпоксисукцината кальция в течение от 24 до 240 ч с получением кристаллической формы цис-2,3- эпоксисукцината кальция e) выделение кристаллической формы цис-2,3-эпоксисукцината кальция. B) epoxidation of acidic calcium maleate with hydrogen peroxide in the presence of epoxidation catalysts to obtain acidic cis-2,3-epoxysuccinate calcium; c) neutralizing acidic cis-2,3-epoxysuccinate calcium by adding a calcium compound; d) aging of cis-2,3-epoxysuccinate calcium for 24 to 240 hours to obtain the crystalline form of cis-2,3-epoxysuccinate calcium e) isolation of the crystalline form of cis-2,3-epoxysuccinate calcium.
Настоящее изобретение также относится к однородной суспензии кристаллической формы цис-2,3-эпоксисукцината кальция согласно настоящему изобретению, где кристаллы принадлежат к пространственной группе R2c/h, причем параметры кристаллической решетки при 22 °С составляют а=15.1916(2) А, Ь=8. 9121(1) А, с=7.4724(1) A, beta=103.309(1)°. The present invention also relates to a homogeneous suspension of the crystalline form of cis-2,3-epoxysuccinate calcium according to the present invention, where the crystals belong to the space group R2c / h, and the lattice parameters at 22 ° C are a = 15.1916 (2) A, b = eight. 9121 (1) A, c = 7.4724 (1) A, beta = 103.309 (1) °.
Также настоящее изобретение относится к применению кристаллической формы цис-2,3-эпоксисукцината кальция согласно настоящему изобретению в качестве затравки в способе получения новых порций кристаллической формы цис-2,3-эпоксисукцината кальция . Also, the present invention relates to the use of the crystalline form of cis-2,3-epoxysuccinate calcium according to the present invention as a seed in a method for producing new portions of the crystalline form of cis-2,3-epoxysuccinate calcium.
Настоящее изобретение также относится к способу получения кристаллической формы цис-2 ,3-эпоксисукцината кальция, включающему следующие стадии: a) взаимодействие малеинового ангидрида или малеиновой кислоты с соединением кальция с получением кислого малеата кальция; The present invention also relates to a method for producing a crystalline form of cis-2, 3-epoxysuccinate calcium, comprising the following steps: a) reacting maleic anhydride or maleic acid with a calcium compound to obtain acid calcium maleate;
B) эпоксидирование кислого малеата кальция пероксидом водорода в присутствии катализаторов эпоксидирования с получением кислого эпоксисукцината кальция; c) добавление от 0,1 до 20 мас.% затравки; d) нейтрализация кислого цис-2,3-эпоксисукцината кальция путем добавления соединения кальция; e) выделение кристаллической формы цис-2,3-эпоксисукцината кальция; отличающийся тем, что в качестве затравки используют кристаллическую форму цис-2 ,3-эпоксисукцината кальция согласно настоящему изобретению. B) epoxidation of acidic calcium maleate with hydrogen peroxide in the presence of epoxidation catalysts to obtain acidic calcium epoxysuccinate; c) adding from 0.1 to 20 wt.% seed; d) neutralizing acidic cis-2,3-epoxysuccinate calcium by adding a calcium compound; e) isolation of the crystalline form of cis-2,3-epoxysuccinate calcium; characterized in that the crystal form of cis-2, 3-epoxysuccinate calcium according to the present invention is used as a seed.
Также настоящее изобретение относится к способу получения L-(+)-винной кислоты, включающему стадии: а) взаимодействие малеинового ангидрида или малеиновой кислоты с соединением кальция с получением кислого малеата кальция; b) эпоксидирование кислого малеата кальция пероксидом водорода в присутствии катализаторов эпоксидирования с получением кислого цис-2,3-эпоксисукцината кальция; c) нейтрализация кислого цис-2,3-эпоксисукцината кальция путем добавления соединения кальция; d) выдерживание цис-2,3-эпоксисукцината кальция в течение от 24 до 240 ч с получением кристаллической формы цис-2,3- эпоксисукцината кальция, где кристаллы принадлежат к пространственной группе Р21/п, причем параметры кристаллической решетки при 22°С составляют а=15.1916(2) А, Ь=8.9121(1) А, с=7.4724(1) A, beta=103.309(1)°; e) ферментативный гидролиз полученной кристаллической формы цис-2,3-эпоксисукцината кальция. The present invention also relates to a method for producing L - (+) - tartaric acid, comprising the steps of: a) reacting maleic anhydride or maleic acid with a calcium compound to obtain acid calcium maleate; b) epoxidation of acidic calcium maleate with hydrogen peroxide in the presence of epoxidation catalysts to obtain acidic cis-2,3-epoxysuccinate calcium; c) neutralizing acidic cis-2,3-epoxysuccinate calcium by adding a calcium compound; d) aging cis-2,3-epoxysuccinate calcium for 24 to 240 hours to obtain the crystalline form of cis-2,3-epoxysuccinate calcium, where the crystals belong to the space group P21 / n, and the lattice parameters at 22 ° C are a = 15.1916 (2) A, b = 8.9121 (1) A, c = 7.4724 (1) A, beta = 103.309 (1) °; e) enzymatic hydrolysis of the obtained crystalline form of cis-2,3-epoxysuccinate calcium.
Настоящее изобретение также относится к способу получения L- (+)-винной кислоты, включающему стадии; a) взаимодействие малеинового ангидрида или малеиновой кислоты с соединением кальция с получением кислого малеата кальция; The present invention also relates to a method for producing L- (+) - tartaric acid, comprising the steps; a) the interaction of maleic anhydride or maleic acid with a calcium compound to obtain acid calcium maleate;
B) эпоксидирование кислого малеата кальция пероксидом водорода в присутствии катализаторов эпоксидирования с получением кислого эпоксисукцината кальция; c) добавление от 0,1 до 20 мае.% затравки; d) нейтрализация кислого цис-2,3-эпоксисукцината кальция путем добавления соединения кальция; e) ферментативный гидролиз полученной кристаллической формы цис-2,3-эпоксисукцината кальция, отличающийся тем, что в качестве затравки используют кристаллическую форму цис-2 ,3-эпоксисукцината кальция, где кристаллы принадлежат к пространственной группе Р21/п, причем параметры кристаллической решетки при 22°С составляют а=15.1916(2) А, Ь=8.9121(1) А, с=7.4724(1) A, beta=103.309(1)°. B) epoxidation of acidic calcium maleate with hydrogen peroxide in the presence of epoxidation catalysts to obtain acidic calcium epoxysuccinate; c) adding from 0.1 to 20 wt.% seed; d) neutralizing acidic cis-2,3-epoxysuccinate calcium by adding a calcium compound; e) enzymatic hydrolysis of the obtained crystalline form of cis-2,3-epoxysuccinate calcium, characterized in that the crystal form of cis-2, 3-epoxysuccinate calcium is used as a seed, where the crystals belong to the space group P21 / p, and the parameters of the crystal lattice at 22 ° C are a = 15.1916 (2) A, b = 8.9121 (1) A, c = 7.4724 (1) A, beta = 103.309 (1) °.
Описание фигур Description of figures
Для пояснения технических решений, раскрывающих суть настоящего изобретения, представлены Фиг. 1 -7. To explain technical solutions that reveal the essence of the present invention, FIG. 1 -7.
На Фиг. 1 представлена дифрактограмма цис-2,3- эпоксисукцината кальция, полученного по прототипу. FIG. 1 shows a diffractogram of cis-2,3-epoxysuccinate calcium obtained according to the prototype.
На Фиг. 2 представлена дифрактограмма цис-2,3- эпоксисукцината кальция, полученного по изобретению. На Фиг. 3 представлено распределение по размерам частиц цис-2 ,3-эпоксисукцината кальция, полученного по изобретению при кристаллизации при 50°С. FIG. 2 shows a diffractogram of cis-2,3-epoxysuccinate calcium obtained according to the invention. FIG. 3 shows the particle size distribution of cis-2, 3-epoxysuccinate calcium obtained according to the invention by crystallization at 50 ° C.
На Фиг. 4 представлено распределение по размерам частиц цис-2 ,3-эпоксисукцината кальция, полученного по изобретению при кристаллизации при 30°С. FIG. 4 shows the particle size distribution of cis-2, 3-epoxysuccinate calcium obtained according to the invention by crystallization at 30 ° C.
На Фиг. 5 представлен ИК-спектр цис-2,3-эпоксисукцината кальция, полученного по изобретению, где сплошной линией представлен спектр цис-2,3-эпоксисукцината кальция, полученного по Примеру 3, пунктирной линией - спектр цис-2,3-эпоксисукцината кальция, полученного по Примеру 4. FIG. 5 shows the IR spectrum of cis-2,3-epoxysuccinate calcium obtained according to the invention, where the solid line represents the spectrum of cis-2,3-epoxysuccinate calcium obtained according to Example 3, the dashed line represents the spectrum of cis-2,3-epoxysuccinate calcium, obtained in Example 4.
На Фиг. 6 приведены результаты полнопрофильного уточнения дифрактограммы цис-2,3-эпоксисукцината кальция, полученного по изобретению, по методу ЛеБеля. FIG. 6 shows the results of a full-profile refinement of the diffractogram of cis-2,3-epoxysuccinate calcium obtained according to the invention, according to the LeBel method.
На Фиг.7 приведена проекция координационных полиэдров ионов кальция в кристаллической структуре цис-2,3-эпоксисукцината кальция, полученного по изобретению. Figure 7 shows the projection of the coordination polyhedra of calcium ions in the crystal structure of cis-2,3-epoxysuccinate calcium obtained according to the invention.
Подробное описание изобретения Detailed description of the invention
Далее приводится описание различных аспектов реализации настоящего изобретения. The following is a description of various aspects of the implementation of the present invention.
Настоящее изобретение относится к кристаллической форме цис-2 ,3-эпоксисукцината кальция, где ее кристаллы принадлежат к пространственной группе Р21/п, причем параметры кристаллической решетки при 22°С составляют а=15.1916(2) А, Ь=8 . 9121(1) А, с=7.4724(1) A, beta=103.309(1)°. The present invention relates to the crystalline form of cis-2, 3-epoxysuccinate calcium, where its crystals belong to the space group P21 / n, and the parameters of the crystal lattice at 22 ° C are a = 15.1916 (2) A, b = 8. 9121 (1) A, c = 7.4724 (1) A, beta = 103.309 (1) °.
В одном варианте осуществления изобретения, раскрывается способ получения кристаллической модификации цис-2,3- эпоксисукцината кальция по настоящему изобретению, где кристаллическую форму получают следующим способом: a) взаимодействие малеинового ангидрида или малеиновой кислоты с соединением кальция с получением кислого малеата кальция; In one embodiment of the invention, there is disclosed a method of producing a crystalline modification of cis-2,3-epoxysuccinate calcium according to the present invention, wherein the crystalline form is obtained by the following method: a) reacting maleic anhydride or maleic acid with a calcium compound to produce acid calcium maleate;
B) эпоксидирование кислого малеата кальция пероксидом водорода в присутствии катализаторов эпоксидирования с получением кислого цис-2,3-эпоксисукцината кальция; c) нейтрализация кислого цис-2 ,3-эпоксисукцината кальция добавлением соединения кальция; d) выдерживание суспензии цис-2,3-эпоксисукцината кальция в течение от 24 до 240 ч с получением кристаллической формы цис- 2,3-эпоксисукцината кальция; е) выделение кристаллической формы цис-2,3-эпоксисукцината кальция. B) epoxidation of acidic calcium maleate with hydrogen peroxide in the presence of epoxidation catalysts to obtain acidic cis-2,3-epoxysuccinate calcium; c) neutralizing the acidic cis-2, 3-epoxysuccinate calcium by adding a calcium compound; d) maintaining the suspension of cis-2,3-epoxysuccinate calcium for 24 to 240 hours to obtain a crystalline form of cis-2,3-epoxysuccinate calcium; f) isolation of the crystalline form of cis-2,3-epoxysuccinate calcium.
Общая схема получения цис-2,3-эпоксисукцината кальция представлена следующим образом:
Figure imgf000008_0001
The general scheme for the preparation of cis-2,3-epoxysuccinate calcium is presented as follows:
Figure imgf000008_0001
Стадия а) получение кислого малеата кальция. Stage a) obtaining acidic calcium maleate.
Кислый малеат кальция получают путем взаимодействия малеинового ангидрида или малеиновой кислоты с соединением кальция. В качестве соединения кальция используют карбонат кальция. Соотношение малеиновой кислоты или малеинового ангидрида к соединению кальция меньше эквимолярного (т.е. менее 1:1) и составляет предпочтительно 1:0,5. Acid calcium maleate is produced by reacting maleic anhydride or maleic acid with a calcium compound. Calcium carbonate is used as the calcium compound. The ratio of maleic acid or maleic anhydride to calcium compound is less than equimolar (i.e., less than 1: 1) and is preferably 1: 0.5.
Предпочтительно используют исходные вещества со степенью чистоты не менее 90%, предпочтительно не менее 95%, наиболее предпочтительно не менее 98% и выше. Предпочтительно реакцию проводят в водной среде, предварительно растворив малеиновую кислоту или малеиновый ангидрид в воде и добавляя в полученному раствору или суспензии соединения кальция в сухом виде. Preferably, starting materials are used with a purity of at least 90%, preferably at least 95%, most preferably at least 98% or more. Preferably, the reaction is carried out in an aqueous medium, having previously dissolved maleic acid or maleic anhydride in water and adding dry calcium compounds to the resulting solution or suspension.
Реакцию можно проводить при перемешивании для упрощения отведения диоксида углерода и ускорения растворения соединения кальция. Реакцию предпочтительно проводят в течение от 10 мин до 10 ч, предпочтительно от 20 мин до 3 ч, наиболее предпочтительно от 30 мин до 2 ч. The reaction can be carried out with stirring to facilitate the removal of carbon dioxide and accelerate the dissolution of the calcium compound. The reaction is preferably carried out for 10 minutes to 10 hours, preferably 20 minutes to 3 hours, most preferably 30 minutes to 2 hours.
Температура реакции составляет от 0 до 100 °С, предпочтительно от 15 до 70°С, наиболее предпочтительно от 20 до 60°С. The reaction temperature is 0 to 100 ° C, preferably 15 to 70 ° C, most preferably 20 to 60 ° C.
По окончании стадии получения кислого малеата кальция реакционная масса содержит, по существу, раствор кислого малеата кальция в воде или суспензию кислого малеата кальция в водном растворе . At the end of the stage of obtaining acidic calcium maleate, the reaction mass contains essentially a solution of acidic calcium maleate in water or a suspension of acidic calcium maleate in an aqueous solution.
Стадия Ь) получение кислого цис-2 ,3-эпоксисукцината кальция . Stage b) obtaining acidic cis-2, 3-epoxysuccinate calcium.
Кислый цис-2 ,3-эпоксисукцинат кальция получают взаимодействием в водном растворе кислого малеата кальция, полученного на стадии а) с пероксидом водорода в присутствии катализатора эпоксидирования. Массовая концентрация раствора или массовая доля суспензии кислого малеата кальция в воде может составлять от 5 до 50%, предпочтительно от 10 до 30%, наиболее предпочтительно от 15 до 25%. Массовая концентрация катализатора может составлять от 0,001 до 5%, предпочтительно от 0,1 до 0,5%. Acidic cis-2, 3-epoxysuccinate calcium is obtained by reacting in an aqueous solution of acidic calcium maleate obtained in stage a) with hydrogen peroxide in the presence of an epoxidation catalyst. The mass concentration of the solution or the mass fraction of a suspension of acidic calcium maleate in water can be from 5 to 50%, preferably from 10 to 30%, most preferably from 15 to 25%. The weight concentration of the catalyst can be from 0.001 to 5%, preferably from 0.1 to 0.5%.
Пероксид водорода вводят в реакционную смесь в виде раствора в воде. Концентрация раствора может составлять любую удобную концентрацию от 5 до 100%. Наиболее предпочтительно использовать товарные формы пероксида водорода с концентрацией от 20 до 40%. Пероксид водорода можно добавлять единовременно или по частям. Наиболее предпочтительно, с целью контроля температуры реакционной среды, добавлять пероксид водорода постепенно в течение от 5 мин до 3 ч. Hydrogen peroxide is introduced into the reaction mixture as a solution in water. The concentration of the solution can be any convenient concentration from 5 to 100%. It is most preferable to use commercial forms of hydrogen peroxide with a concentration of 20 to 40%. Hydrogen peroxide can be added at one time or in portions. Most preferably, in order to control the temperature of the reaction medium, add hydrogen peroxide gradually over 5 minutes to 3 hours.
В качестве катализатора используют любой известный из уровня техники водорастворимый катализатор эпоксидирования . В частности, используют вольфрамовую и/или молибденовую кислоты, гетерополикислоты вольфрама и молибдена, соли вольфрамовой и молибденовой кислот, например: вольфрамат натрия, вольфрамат калия, молибдат натрия, фосфорвольфрамовую кислоту, фосфомолибденовую кислоту и кремнийвольфрамовую кислоту. Предпочтительно используют вольфрамат натрия и вольфрамат калия. The catalyst used is any water-soluble epoxidation catalyst known from the prior art. In particular, tungstic and / or molybdic acids, heteropoly acids of tungsten and molybdenum, salts of tungstic and molybdic acids, for example: sodium tungstate, potassium tungstate, sodium molybdate, phosphorotungstic acid, phosphomolybdic acid and silicotungstic acid, are used. Sodium tungstate and potassium tungstate are preferably used.
Реакцию проводят в течение от 0,5 до 24 ч, предпочтительно от 1 до б ч, наиболее предпочтительно от 2 до 4 ч. The reaction is carried out for 0.5 to 24 hours, preferably 1 to 6 hours, most preferably 2 to 4 hours.
Температура реакции может составлять от 40 до 100°С, предпочтительно от 50 до 80°С, наиболее предпочтительно от 55 до 65°С. При более высокой температуре возможен гидролиз эпоксисукцината в D-тартрат, тогда как при более низкой температуре реакция может идти слишком медленно. The reaction temperature may be 40 to 100 ° C, preferably 50 to 80 ° C, most preferably 55 to 65 ° C. At higher temperatures, hydrolysis of the epoxysuccinate to D-tartrate is possible, while at lower temperatures the reaction can be too slow.
Стадия с) нейтрализация кислого цис-2 ,3-эпоксисукцината кальция . Stage c) neutralization of acidic cis-2, 3-epoxysuccinate calcium.
По окончании реакции эпоксидирования проводят нейтрализацию кислого цис-2,3-эпоксисукцината кальция путем добавления соединения кальция, описанных ранее на стадии а), в количестве 0,4-0,6 экв. для нейтрализации кислых солей и доведения значения pH до 5-8. At the end of the epoxidation reaction, acidic cis-2,3-epoxysuccinate calcium is neutralized by adding the calcium compounds described earlier in stage a) in an amount of 0.4-0.6 equiv. to neutralize acidic salts and bring the pH value to 5-8.
Стадия d) выдерживание цис-2,3-эпоксисукцината кальция. Step d) aging cis-2,3-epoxysuccinate calcium.
Выдерживание можно проводить при температуре от 10 до 60°С, предпочтительно от 20 до 40°С. The aging can be carried out at a temperature of from 10 to 60 ° C, preferably from 20 to 40 ° C.
Для выделения цис-2,3-эпоксисукцината кальция суспензию выдерживают в течение от 24 до 240 ч, предпочтительно от 32 до 120 ч, наиболее предпочтительно от 48 до 96 ч. Стадия e) выделение кристаллической формы цис-2 ,3- эпоксисукцината кальция. To isolate cis-2,3-epoxysuccinate calcium, the suspension is kept for 24 to 240 hours, preferably 32 to 120 hours, most preferably 48 to 96 hours. Step e) Isolation of the crystalline form of cis-2, 3-calcium epoxysuccinate.
По окончании выдерживания визуально заметно образование двух кристаллических форм цис-2,3-эпоксисукцината кальция: мелких кристаллов, соответствующих по своей структуре кристаллам цис-2 ,3-эпоксисукцината кальция, известным из уровня техники, и крупных кристаллов, представляющих собой цис-2,3-эпоксисукцинат кальция по изобретению. Разделение кристаллических форм осуществляют, например, путем просеивания. At the end of the aging, the formation of two crystalline forms of cis-2,3-epoxysuccinate of calcium is visually noticeable: small crystals corresponding in structure to crystals of cis-2, 3-epoxysuccinate of calcium, known from the prior art, and large crystals, representing cis-2, 3-epoxysuccinate calcium according to the invention. Separation of crystalline forms is carried out, for example, by sieving.
После разделения крупные кристаллы цис-2,3-эпоксисукцината кальция по изобретению размалываются. Размолотые кристаллы могут быть использованы как в качестве исходного компонента в органическом синтезе, так и в качестве затравки в процессе получения новых порций цис-2,3-эпоксисукцината кальция, как будет описано ниже. After separation, the large crystals of cis-2,3-epoxysuccinate calcium according to the invention are ground. The milled crystals can be used both as a starting component in organic synthesis and as a seed in the process of obtaining new portions of cis-2,3-epoxysuccinate calcium, as will be described below.
В другом варианте осуществления изобретения, раскрывается способ получения кристаллической формы цис-2 ,3-эпоксисукцината кальция согласно настоящему изобретению, включающий следующие стадии : a) взаимодействие малеинового ангидрида или малеиновой кислоты с соединением кальция с получением кислого малеата кальция; In another embodiment of the invention, there is disclosed a method for preparing the crystalline form of cis-2, 3-epoxysuccinate calcium according to the present invention, comprising the following steps: a) reacting maleic anhydride or maleic acid with a calcium compound to obtain acid calcium maleate;
B) эпоксидирование кислого малеата пероксидом водорода в присутствии катализаторов с получением кислого цис-2,3- эпоксисукцината кальция; c) добавление от 0,1 до 20 мас.% затравки; d) нейтрализация кислых солей с одновременной кристаллизацией цис-2,3-эпоксисукцината кальция; e) выделение кристаллической формы цис-2,3-эпоксисукцината кальция; отличающийся тем, что в качестве затравки используют кристаллическую форму цис-2 ,3-эпоксисукцината кальция по настоящему изобретению. B) epoxidation of acid maleate with hydrogen peroxide in the presence of catalysts to obtain acidic cis-2,3-epoxysuccinate calcium; c) adding from 0.1 to 20 wt.% seed; d) neutralization of acidic salts with simultaneous crystallization of cis-2,3-epoxysuccinate calcium; e) isolation of the crystalline form of cis-2,3-epoxysuccinate calcium; characterized in that the crystal form of cis-2, 3-epoxysuccinate calcium according to the present invention is used as a seed.
Стадии а) получения малеата кальция и Ь) кислого цис-2,3- эпоксисукцината кальция идентичны стадиям а) и Ь) описанного выше способа. Steps a) for preparing calcium maleate and b) acidic cis-2,3-epoxysuccinate calcium are identical to steps a) and b) of the process described above.
Стадия с) добавление затравки. Stage c) addition of the seed.
Затравку, представляющую собой кристаллическую форму цис- 2,3-эпоксисукцината кальция, добавляют в количестве от 0,1 до 20 мас.%, предпочтительно от 0,2 до 5 мас.%, наиболее предпочтительно от 0,5 до 2% от массы выпадающего цис-2, 3- эпоксисукцината кальция. The seed, which is a crystalline form of cis-2,3-epoxysuccinate calcium, is added in an amount of from 0.1 to 20 wt.%, Preferably from 0.2 to 5 wt.%, Most preferably from 0.5 to 2% by weight of the precipitated cis-2, 3-epoxysuccinate calcium.
При введении затравки в кристаллизатор, предпочтительно проводить интенсивное перемешивание для обеспечения образования достаточного количества зародышей новой кристаллической фазы. При использовании кристаллизатора с перемешивающим устройством, необходимо обеспечить достаточную скорость вращения, предпочтительно от 100 до 500 об/мин. When seeding the crystallizer, it is preferable to carry out vigorous stirring to ensure the formation of a sufficient number of nuclei of a new crystalline phase. When using a crystallizer with an agitator, it is necessary to ensure a sufficient rotation speed, preferably from 100 to 500 rpm.
Стадия d) нейтрализация кислых солей. Stage d) neutralization of acidic salts.
После введения в реакционную массу затравки проводят нейтрализацию кислого цис-2,3-эпоксисукцината кальция путем добавления соединения кальция в количестве 0,4-0,б экв . для нейтрализации кислых солей и доведения значения pH до 5-8. Наблюдается выпадение в осадок кристаллического цис-2,3- эпоксисукцината кальция. After the introduction of the seed into the reaction mass, the acidic cis-2,3-epoxysuccinate calcium is neutralized by adding a calcium compound in an amount of 0.4-0, b eq. to neutralize acidic salts and bring the pH value to 5-8. Precipitation of crystalline cis-2,3-epoxysuccinate calcium is observed.
Кристаллическая форма цис-2,3-эпоксисукцината кальция может образовываться в виде кристаллов различного размера. Однако, предпочтительно, кристаллическая форма образуется в виде мелких кристаллов со средним размером частиц от 65 до 115 мкм, предпочтительно 100 мкм, где кристаллы принадлежат к пространственной группе Р21/п, причем параметры кристаллической решетки при 22 °С составляют а=15.1916(2) А, Ь=8.9121(1) А, с=7.724(1) A, beta=103.309(1)°, которые удобно использовать в биотехнологической стадии раскрытия эпоксидного цикла. The crystalline form of cis-2,3-epoxysuccinate calcium can be formed in the form of crystals of various sizes. However, preferably, the crystalline form is formed in the form of small crystals with an average particle size of 65 to 115 μm, preferably 100 μm, where the crystals belong to the space group P21 / n, and the lattice parameters at 22 ° C are a = 15.1916 (2) A, b = 8.9121 (1) A, c = 7.724 (1) A, beta = 103.309 (1) °, which are convenient to use in the biotechnological stage of epoxy ring opening.
В другом варианте осуществления изобретения раскрывается однородная водная суспензия кристаллической формы цис-2,3- эпоксисукцината кальция, где кристаллы принадлежат к пространственной группе Р21/п, причем параметры кристаллической решетки при 22°С составляют а=15.1916(2) А, Ь=8.9121(1) А, с=7.4724(1) A, beta=103.309(1)°. In another embodiment, the invention discloses a homogeneous aqueous suspension of the crystalline form of cis-2,3-calcium epoxysuccinate, where the crystals belong to the space group P21 / n, and the lattice parameters at 22 ° C are a = 15.1916 (2) A, b = 8.9121 (1) A, c = 7.4724 (1) A, beta = 103.309 (1) °.
В другом варианте осуществления изобретения раскрывается применение кристаллической формы цис-2,3-эпоксисукцината кальция согласно настоящему изобретению в качестве затравки в способе получения новых порций кристаллической формы цис-2,3- эпоксисукцината кальция. In another embodiment, the invention discloses the use of the crystalline form of cis-2,3-epoxysuccinate calcium according to the present invention as a seed in a process for preparing new portions of the crystalline form of cis-2,3-epoxysuccinate calcium.
Кристаллическая форма цис-2,3-эпоксисукцината кальция согласно настоящему изобретению может быть использована для получения винной кислоты путем ферментативного гидролиза указанной кристаллической формы цис-2,3-эпоксисукцината кальция. Также, однородная суспензия кристаллической формы цис-2,3- эпоксисукцината кальция может быть использована как подходящее сырье для получения (со)полимерных карбоксилатов, например, 2,3- полиэпоксисукцината натрия (PESA), используемых в синтетических моющих средствах, а также в качестве ингибиторов солеотложения в технике. The crystalline form of cis-2,3-epoxysuccinate calcium according to the present invention can be used to obtain tartaric acid by enzymatic hydrolysis of the specified crystalline form of cis-2,3-epoxysuccinate calcium. Also, a homogeneous suspension of the crystalline form of cis-2,3-calcium epoxysuccinate can be used as a suitable raw material for the preparation of (co) polymeric carboxylates, for example, sodium 2,3-polyepoxysuccinate (PESA), used in synthetic detergents, as well as scale inhibitors in technology.
Осуществление изобретения Implementation of the invention
Методы исследования цис-2,3-эпоксисукцината кальция. Methods for the study of cis-2,3-epoxysuccinate calcium.
Элементный анализ проводили при помощи анализатора элементного состава «Elementar Vario MACRO CHNS». Elemental analysis was performed using an Elementar Vario MACRO CHNS analyzer.
Порошковая рентгенография Powder X-ray
Первичный рентгенофазовый анализ образцов проводился на рентгеновском дифрактометре XRD-7000S (Shimadzu, Япония) на медном излучении СиКа (l=1,5418 А) с вторичным графитовым монохроматором в геометрии Брегга-Брентано в режиме «на отражение» с использованием сцинтилляционного детектора с шагом сканирования 0,02° в диапазоне углов от 10 до 80° и временем экспозиции в каждой точке 0,6 с. The primary X-ray phase analysis of the samples was carried out on an XRD-7000S X-ray diffractometer (Shimadzu, Japan) on CuKa copper radiation (l = 1.5418 A) with a secondary graphite monochromator in the Bragg-Brentano geometry in the "reflection" mode using a scintillation detector with a scanning step 0.02 ° in the range of angles from 10 to 80 ° and exposure time at each point 0.6 s.
В дальнейшем, регистрация прецизионной дифрактограммы порошка цис-2,3-эпоксисукцината кальция была выполнена на дифрактометре STOE STADI-P (управляющее ПО WinXPow), излучение Со (кобальт) fvbil, с первичным Ge (111) монохроматором, изогнутым по Иогансону, в геометрии Брегга-Брентано в режиме «на просвет» (симметричное сканирование w - 2Q) с использованием линейного газонаполненного позиционно-чувствительного детектора. Для регистрации дифрактограммы образец перетирали в агатовой ступке и наносили на рентгенаморфную РЕТ-пленку, заранее смазанную тонким слоем вакуумной смазки. Толщину слоя образца подбирали эмпирически по интенсивности сигнала и соотношению «сигнал/фон». Сверху образец закрывали аналогичной майларовой пленкой и помещали в кольцевой держатель. Subsequently, the registration of the precision diffractogram of the cis-2,3-epoxysuccinate calcium powder was performed on a STOE STADI-P diffractometer (WinXPow control software), Co (cobalt) fvbil radiation, with a primary Ge (111) monochromator bent according to Johanson, in the geometry Bragg-Brentano in transmission mode (symmetric scanning w - 2Q) using a linear gas-filled position-sensitive detector. To record the diffraction pattern, the sample was ground in an agate mortar and applied to an X-ray amorphous PET film, preliminarily smeared with a thin layer of vacuum grease. The thickness of the sample layer was selected empirically according to the signal intensity and the signal / background ratio. The sample was covered from above with a similar mylar film and placed in an annular holder.
Инфракрасная спектроскопия (ИК) Infrared Spectroscopy (IR)
ИК спектры регистрировали на ИК-Фурье спектрометре Varian Excalibur НЕ 3600 (Австралия) на приставке НПВО с кристаллом ZnSe/алмаз в области частот 400-4000 см-1. IR spectra were recorded on a Varian Excalibur HE 3600 IR Fourier spectrometer (Australia) on an ATR attachment with a ZnSe / diamond crystal in the frequency range 400-4000 cm -1 .
Распределение размеров кристаллов Crystal size distribution
Определение размеров частиц проводили методом лазерной гранулометрии с помощью прибора Horiba LA-950V2 при суспендировании порошка эпоксисукцината кальция в деионизованной воде. Для расчетов использовали показатели преломления тартрата кальция (1,535) и деионизованной воды (1,333). Particle size determination was carried out by laser granulometry using a Horiba LA-950V2 instrument with suspension of calcium epoxysuccinate powder in deionized water. For calculations, the refractive indices of calcium tartrate (1.535) and deionized water (1.333) were used.
Пример 1 (сравнительный по прототипу). Получение кристаллов цис-эпоксисук ината кальция. Example 1 (comparative prototype). Obtaining crystals of cis-epoxysucinate calcium.
98 г малеинового ангидрида растворяли в 400 г воды в трехгорлой колбе. Затем добавляли 50 г карбоната кальция (0,5 моль карбоната кальция на 1 моль малеинового ангидрида) . Перемешивали верхнеприводной мешалкой со скоростью 400 об/мин. После того как весь карбонат кальция прореагировал, добавляли 6,6 г вольфрамата натрия. Нагревали реакционную массу до 60°С и дозировали 102 г 35 мае.% раствора перекиси водорода через капельную воронку в течение 1 часа. По окончании дозирования всей перекиси водорода перемешивание продолжали в течение 7 часов. После этого охлаждали реакционную массу до 30°С и постепенно добавляли 49 г карбоната кальция. После реакционную массу охлаждали до 15-20°С. Полученные кристаллы цис-2,3- эпоксисукцината кальция образовывали плотную массу, не отделяющуюся от водной фазы. К реакционной массе добавляли 500 мл промывочной воды, при добавлении промывочной воды, кристаллы равномерно распределялись по объему водной фазы. Затем отделяли кристаллическую фазу от водной при помощи вакуум-фильтрования на фильтре с размером пор 3-5 мкм с разрежением 100 мбар. Фильтрование проводили в течение не менее 60 минут из-за медленного разделения жидкой и твердой фаз. Получившийся осадок представлял собой мелкодисперсные (размер около 10-100 мкм) кристаллы. Кристаллы сушили в течение 72 ч на воздухе, масса составила 88 г (выход 36%). Рентгенограмма полученных кристаллов представлена на Фиг.1. 98 g of maleic anhydride was dissolved in 400 g of water in a three-necked flask. Then added 50 g of calcium carbonate (0.5 mol of calcium carbonate per 1 mol of maleic anhydride). Stirred with an overhead stirrer at 400 rpm. After all of the calcium carbonate had reacted, 6.6 g of sodium tungstate was added. The reaction mass was heated to 60 ° C and 102 g of a 35 wt% hydrogen peroxide solution was dosed through a dropping funnel for 1 hour. At the end of the dosage of all hydrogen peroxide, stirring was continued for 7 hours. After that, the reaction mass was cooled to 30 ° C and 49 g of calcium carbonate was gradually added. After the reaction mass was cooled to 15-20 ° C. The obtained crystals of cis-2,3-epoxysuccinate calcium formed a dense mass that did not separate from the aqueous phase. To the reaction mass was added 500 ml of wash water, with the addition of wash water, the crystals were evenly distributed over the volume of the aqueous phase. Then, the crystalline phase was separated from the aqueous phase by vacuum filtration on a filter with a pore size of 3-5 μm with a vacuum of 100 mbar. Filtration was carried out for at least 60 minutes due to the slow separation of liquid and solid phases. The resulting precipitate was finely dispersed (about 10-100 μm in size) crystals. The crystals were dried for 72 h in air; their weight was 88 g (yield 36%). The X-ray diffraction pattern of the crystals obtained is shown in Fig. 1.
Пример 2. Получение кристаллической формы цис-2,3- эпоксисукцината кальция. Example 2. Obtaining a crystalline form of cis-2,3-epoxysuccinate calcium.
98 г малеинового ангидрида растворяли в 400 г воды в трехгорлой колбе. Затем добавляли 50 г карбоната кальция (0,5 моль карбоната кальция на 1 моль малеинового ангидрида). После того как весь карбонат кальция прореагировал, добавляли 6,6 г вольфрамата натрия. Нагревали реакционную массу до 60°С и дозировали 102 г 35 мас.% раствора перекиси водорода через капельную воронку в течение 1 часа. По окончании дозирования всей перекиси водорода реакцию проводили в течение 7 часов. После этого охлаждали реакционную массу до 30°С и постепенно добавляли 49 г карбоната кальция. После реакционную массу охлаждали до 15-20°С. Полученную суспензию цис-2, 3- эпоксисукцината кальций выдерживали в течение 72 ч. При этом происходило образование крупных сростков кристаллов (до 150 мкм) в смеси с первоначальными мелкодисперсными кристаллами. При этом водная фаза хорошо отделялась. Смесь фильтровали и сушили на воздухе. Смесь кристаллов просеивали и отделяли крупные кристаллы (более 50 мкм). Получали 100 г крупных кристаллов и 30 г мелких кристаллов. Крупные кристаллы размалывали в агатовой ступке и анализировали. Порошковая рентгенограмма полученной кристаллической формы представлена на Фиг.2. 98 g of maleic anhydride was dissolved in 400 g of water in a three-necked flask. Then added 50 g of calcium carbonate (0.5 mol of calcium carbonate per 1 mol of maleic anhydride). After all of the calcium carbonate had reacted, 6.6 g of sodium tungstate was added. The reaction mass was heated to 60 ° C and 102 g of a 35 wt% hydrogen peroxide solution was dosed through a dropping funnel for 1 hour. At the end of the dosage of all hydrogen peroxide, the reaction was carried out for 7 hours. After that, the reaction mass was cooled to 30 ° C and 49 g of calcium carbonate was gradually added. After the reaction mass cooled to 15-20 ° C. The resulting suspension of cis-2, 3-epoxysuccinate calcium was kept for 72 hours. Large intergrowths of crystals (up to 150 μm) were formed in a mixture with the initial fine crystals. In this case, the aqueous phase was well separated. The mixture was filtered and air dried. The mixture of crystals was sieved and large crystals (more than 50 μm) were separated. Received 100 g of large crystals and 30 g of small crystals. Large crystals were ground in an agate mortar and analyzed. The X-ray powder diffraction pattern of the obtained crystalline form is shown in Fig. 2.
Пример 3. Получение кристаллической формы цис-2 ,3- эпоксисукцината кальция (кристаллизация при 50°С с применением затравки) . Example 3. Obtaining a crystalline form of cis-2, 3-calcium epoxysuccinate (crystallization at 50 ° C using a seed).
98 г малеинового ангидрида растворяли в 400 г воды в трехгорлой колбе. Затем добавляли 50 г карбоната кальция (0,5 моль карбоната кальция на 1 моль малеинового ангидрида). После того как весь карбонат кальция прореагировал, добавляли 6,6 г вольфрамата натрия. Нагревали реакционную массу до 60°С и дозировали 102 г 35 мас.% раствора перекиси водорода через капельную воронку в течение 1 часа. По окончании дозирования перекиси водорода реакцию проводили в течение 7 часов. После этого охлаждали реакционную массу до 50°С и постепенно добавляли 4,9 г карбоната кальция и затравку в количестве молотого 2,5 г цис-2 ,3-эпоксисукцината кальция, полученного по Примеру 2. Затем постепенно добавляли оставшиеся 44,1 г карбоната кальция и перемешивали реакционную массу до окончания выделения газа. После реакционную массу охлаждали до 15-20°С, при этом происходило разделение реакционной массы на водную фазу и осадок. После этого отделяли крис аллическую фазу от водной при помощи вакуум-фильтрования на фильтре с размером пор 3-5 мкм с разрежением в приемнике 100 мбар. Промывали 500 мл воды. Фильтрование занимало в среднем 5 минут. Продукт представлял собой мелкодисперсные кристаллы (распределение по размерам представлено на Фиг.З). Масса после сушки составила 218,2 г (выход 90%). 98 g of maleic anhydride was dissolved in 400 g of water in a three-necked flask. Then added 50 g of calcium carbonate (0.5 mol of calcium carbonate per 1 mol of maleic anhydride). After all of the calcium carbonate had reacted, 6.6 g of sodium tungstate was added. The reaction mass was heated to 60 ° C and 102 g of a 35 wt% hydrogen peroxide solution was dosed through a dropping funnel for 1 hour. At the end of the dosage of hydrogen peroxide, the reaction was carried out for 7 hours. After that, the reaction mass was cooled to 50 ° C and 4.9 g of calcium carbonate and a seed in the amount of ground 2.5 g of cis-2, 3-epoxysuccinate calcium obtained according to Example 2 were gradually added. Then the remaining 44.1 g of carbonate was gradually added calcium and stirred the reaction mass until the end of gas evolution. After the reaction mass was cooled to 15-20 ° C, while the reaction mass was separated into an aqueous phase and a precipitate. Thereafter, the crysallic phase was separated from the aqueous phase by vacuum filtration on a filter with a pore size of 3-5 μm with a vacuum in the receiver of 100 mbar. Washed with 500 ml of water. Filtration took an average of 5 minutes. The product consisted of fine crystals (size distribution is shown in Fig. 3). The weight after drying was 218.2 g (90% yield).
Пример 4. Получение кристаллической формы цис-2,3- эпоксисукцината кальция (кристаллизация при 30°С с применением затравки) . Example 4. Obtaining a crystalline form of cis-2,3-calcium epoxysuccinate (crystallization at 30 ° C using a seed).
98 г малеинового ангидрида растворяли в 400 г воды в трехгорлой колбе. Затем добавляли 50 г карбоната кальция (0,5 моль карбоната кальция на 1 моль малеинового ангидрида). После того как весь карбонат кальция прореагировал, добавляли 6,6 г вольфрамата натрия. Нагревали реакционную массу до 60 °С и дозировали 102 г 35 мас.% раствора перекиси водорода через капельную воронку в течение 1 часа. По окончании дозирования всей перекиси водорода реакцию проводили в течение 7 часов. После этого охлаждали реакционную массу до 30°С и постепенно добавляли 4,9 г карбоната кальция и затравку в количестве 2,5 г цис-2,3-эпоксисукцината кальция по Примеру 2. Затем постепенно добавляли оставшиеся 44,1 г карбоната кальция и перемешивали реакционную массу до окончания выделения газа. После реакционную массу охлаждали до 15-20°С, при этом реакционная масса разделилась на водную фазу и осадок. После этого отделяли кристаллическую фазу от водной при помощи вакуум-фильтрования на фильтре с размером пор 3-5 мкм с разрежением в приемнике 100 мбар. Промывали 500 мл воды. Фильтрование занимало в среднем 5 минут . Продукт представлял собой мелкодисперсные кристаллы (распределение по размерам представлено на Фиг.4). Масса после осушки составила 225,5 г (93%). 98 g of maleic anhydride was dissolved in 400 g of water in a three-necked flask. Then 50 g of calcium carbonate (0.5 mole of calcium carbonate per 1 mole of maleic anhydride). After all of the calcium carbonate had reacted, 6.6 g of sodium tungstate was added. The reaction mass was heated to 60 ° C and 102 g of a 35 wt% hydrogen peroxide solution was dosed through a dropping funnel for 1 hour. At the end of the dosage of all hydrogen peroxide, the reaction was carried out for 7 hours. After that, the reaction mass was cooled to 30 ° C and 4.9 g of calcium carbonate and a seed in the amount of 2.5 g of cis-2,3-epoxysuccinate calcium according to Example 2. Then gradually added the remaining 44.1 g of calcium carbonate and stirred the reaction mass until the end of gas evolution. After the reaction mass was cooled to 15-20 ° C, while the reaction mass was divided into an aqueous phase and a precipitate. After that, the crystalline phase was separated from the aqueous phase by vacuum filtration on a filter with a pore size of 3-5 μm with a vacuum in the receiver of 100 mbar. Washed with 500 ml of water. Filtration took an average of 5 minutes. The product consisted of fine crystals (size distribution is shown in Figure 4). The weight after drying was 225.5 g (93%).
Результаты рентгенофазового анализа кристаллов цис-2, 3- эпоксисукцината кальция, полученных по Примеру 1 (сравнительный по прототипу) и Примеру 2, приведенные на Фиг.1 и Фиг. 2, соответственно, указывают на разную кристаллическую форму, а именно, разное кристаллическое строение цис-2,3-эпоксисукцината кальция, получаемого в данных примерах. Таким образом, кристаллы цис-2 ,3-эпоксисукцината кальция по Примеру 2, полученные длительной выдержкой реакционной массы, характеризуются новой модификацией кристаллического цис-2,3-эпоксисукцината кальция пентагидрата . The results of X-ray phase analysis of crystals of cis-2, 3-epoxysuccinate calcium obtained in Example 1 (comparative to the prototype) and Example 2, shown in Fig. 1 and Fig. 2, respectively, indicate a different crystal form, namely, a different crystal structure of the cis-2,3-epoxysuccinate calcium obtained in these examples. Thus, crystals of cis-2, 3-epoxysuccinate calcium according to Example 2, obtained by prolonged exposure of the reaction mixture, are characterized by a new modification of crystalline cis-2,3-epoxysuccinate calcium pentahydrate.
Данные Примера 1 и Примера 4 по времени фильтрования показывают, что скорость фильтрования кристаллов цис-2,3- эпоксисукцината кальция при применении новой кристаллической модификации в качестве затравки, гораздо выше (Пример 4, время фильтрования 5 мин), чем в случае ее отсутствия (Пример 1, время фильтрования 60 мин). The data of Example 1 and Example 4 on the filtration time show that the rate of filtration of crystals of cis-2,3-epoxysuccinate calcium when using a new crystalline modification as a seed is much higher (Example 4, filtration time 5 min) than in the absence of it ( Example 1, filtration time 60 min).
По данным, представленным на Фиг.3 и Фиг. 4, можно сделать вывод, что температура кристаллизации не влияет на размер кристаллов суспензии соли, который составляет в среднем около 10 мкм. ИК-спектры продуктов, полученных по Примеру 3 и Примеру 4, приведены на Фиг.5. Высокое сходство спектров указывает, что состав продукта, при разных температурах осаждения, также остается постоянным. According to the data presented in FIG. 3 and FIG. 4, it can be concluded that the crystallization temperature does not affect the crystal size of the salt suspension, which averages about 10 μm. The IR spectra of the products obtained according to Example 3 and Example 4 are shown in FIG. 5. The high similarity of the spectra indicates that the composition of the product, at different deposition temperatures, also remains constant.
Таким образом, температура кристаллизации не оказывает влияния на процесс образования новой кристаллической модификации цис-2,3-эпоксисукцината кальция. Thus, the crystallization temperature does not affect the formation of a new crystalline modification of cis-2,3-calcium epoxysuccinate.
По данным анализа рентгенограммы продукта по Примеру 2 и повторных рентгенограмм (порошка по Примеру 4) проводили Рентх<енофазовый и рентгеноструктурный анализ. According to the analysis of the X-ray diffraction pattern of the product according to Example 2 and repeated X-ray diffraction patterns (powder according to Example 4), X-ray <enophase and X-ray structural analysis were performed.
Качественный рентгенофазовый анализ проводили с использованием БД ICDD PDF-2 (2003 г.в.) и поисковой системы Crystallographica Search-Match 3.0. Полученные результаты не позволили провести отнесение рефлексов к известным кристаллическим фазам. Профильный анализ рефлексов выполняли в ПО WinXPow. Для моделирования рефлексов использовали функцию pseudo-Voigt с постоянным по всему угловому диапазону значением параметра h. Профильный анализ проводили в диапазоне 8-52 °2Q. Для моделирования зависимости полуширин рефлексов от угла использовали функцию Кальотти с варьируемым параметром W (V и U принимали равными нулю в связи с работой в узком угловом диапазоне) . Индицирование дифрактограммы проводили в ПО ST0E WinXPow с использованием ПО DICVOL. Полученные параметры были дополнительно уточнены с учетом возможного сдвига нуля (линейное приближение) . Полученные в результате индицирования параметры приведены в Таблице 1. Qualitative X-ray phase analysis was performed using the ICDD PDF-2 database (2003 onwards) and the Crystallographica Search-Match 3.0 search system. The results obtained did not allow assignment of reflections to known crystalline phases. Reflex profile analysis was performed using WinXPow software. Reflexes were simulated using the pseudo-Voigt function with a constant value of the parameter h over the entire angular range. Profile analysis was performed in the range 8-52 ° 2Q. To simulate the dependence of the half-widths of the reflections on the angle, we used the Calotti function with a variable parameter W (V and U were taken equal to zero in connection with the work in a narrow angular range). The diffractogram was indexed in the ST0E WinXPow software using the DICVOL software. The parameters obtained were additionally refined taking into account a possible zero shift (linear approximation). The parameters obtained as a result of the indication are given in Table 1.
На основании полученных при индицировании данных дифрактограмма была уточнена методом ЛеБеля в ПО Jana2006. Исходное уточнение проводили для пространственной группы Р2/т (максимальной симморфной для моноклинной сингонии), затем - для группы Р21/п. Based on the data obtained during the indication, the diffractogram was refined by the LeBel method in the Jana2006 software. The initial refinement was carried out for the P2 / t space group (the maximum symmetric one for the monoclinic system), then - for the P21 / n group.
Таблица 1. Параметры элементарной ячейки и критерий качества индицирования
Figure imgf000016_0001
Рассчитанный сдвиг нуля, °2Q -0.047(7) Table 1. Unit cell parameters and indexing quality criterion
Figure imgf000016_0001
Calculated zero shift, ° 2Q -0.047 (7)
Решение кристаллической структуры осуществляли методами прямого пространства в ПО FOX (Free Object for Xtallograhy). Решение проводили методом Монте-Карло в приближении постоянной заселенности позиций и штрафа за сближение атомов на расстояние менее 0.8Ά. В результате решения и уточнения структуры получили результаты, приведенные в Таблице 2. Уточнение кристаллической структуры позволило достичь высококачественного соответствия между теоретической и экспериментальной дифрактограммами . Результаты полнопрофильного уточнения приведены на Фиг.6. The crystal structure was solved using direct space methods in FOX software (Free Object for Xtallograhy). The solution was carried out by the Monte Carlo method in the approximation of a constant occupancy of positions and a penalty for approaching atoms at a distance of less than 0.8Ά. As a result of the solution and refinement of the structure, the results shown in Table 2 were obtained. Refinement of the crystal structure made it possible to achieve high-quality agreement between the theoretical and experimental diffraction patterns. The results of the full-profile refinement are shown in FIG. 6.
Координационные полиэдры кальция представлены на Фиг .7. Ионы кальция имеют восемь лигандов каждый, с двумя мостиковыми молекулами воды. Каждый эпоксисукцинат-анион является тридентатным лигандом и соединяется только с одним ионом кальция. Следует отметить наличие в кристаллической структуре не связанной с кальцием молекулы Н20. The calcium coordination polyhedra are shown in Fig. 7. Calcium ions have eight ligands each, with two bridging water molecules. Each epoxysuccinate anion is a tridentate ligand and binds to only one calcium ion. It should be noted that there is an Н 2 0 molecule not bound to calcium in the crystal structure.
Таблица 2 - Результаты рентгеноструктурного анализа
Figure imgf000017_0001
Table 2 - Results of X-ray structural analysis
Figure imgf000017_0001
По данным элементного анализа, кристаллы второй кристаллической модификации содержат С - 17,69% Н - 4,62%. По формуле пентагидрата цис-эпоксисукцината кальция C4Hi20ioCa теоретически С 18,46%, Н - 4,62%. According to elemental analysis data, crystals of the second crystalline modification contain C - 17.69% H - 4.62%. According to the formula of cis-epoxysuccinate calcium pentahydrate C 4 Hi 2 0ioCa theoretically C 18.46%, H - 4.62%.
Пример 5. Получение поликарбоксилата - полимера цис-эпокси- 1,4-бутандиовой кислоты (PESA). Example 5. Obtaining a polycarboxylate - a polymer of cis-epoxy-1,4-butanedioic acid (PESA).
Кристаллы цис-2,3- эпокисукцината кальция из примера 4 (200 г, 0,826 моль), суспендированные в 500 мл Н20, смешивали с водным раствором сульфата натрия (118 г, 0,831 моль, в 500 мл Н20) при 30 °С. Смесь интенсивно перемешивали в течение 2 ч. Затем отфильтровывали осадок сульфата кальция дигидрата, осадок промывали 100 мл воды. Фильтрат представлял собой водный раствор динатрия цис-2 ,3-эпоксисукцината. К фильтрату добавляли 25 г (0,103 моль) кальция цис-2 ,3-эпокисукцината, полученного по Примеру 4, и 16,5 г (0,206 моль) 50% раствора NaOH. Смесь нагревали при перемешивании до 100 °С и выдерживали 2 ч с обратным холодильником. Затем раствор подкисляли до pH 2 соляной кислотой и отфильтровывали осадок полимера. Полимер суспендировали в 200 мл Н20 и подщелачивали 50% раствором NaOH до значения pH равного 6. Молекулярная масса поликарбоксилата Mw по данным ГПХ составляла 1083 г/моль. Crystals of cis-2,3-epoxy succinate calcium from example 4 (200 g, 0.826 mol), suspended in 500 ml of H 2 0, were mixed with aqueous sodium sulfate solution (118 g, 0.831 mol, in 500 ml H 2 0) at 30 ° C. The mixture was vigorously stirred for 2 hours. Then the precipitate of calcium sulfate dihydrate was filtered off, the precipitate was washed with 100 ml of water. The filtrate was an aqueous solution of cis-2, 3-epoxysuccinate disodium. To the filtrate were added 25 g (0.103 mol) of calcium cis-2, 3-epoxy succinate obtained according to Example 4, and 16.5 g (0.206 mol) of a 50% NaOH solution. The mixture was heated with stirring to 100 ° С and kept under reflux for 2 h. Then the solution was acidified to pH 2 with hydrochloric acid and the polymer precipitate was filtered off. The polymer was suspended in 200 ml H 2 0 and podslushivaet 50% NaOH solution to pH equal to 6. The molecular weight of the polycarboxylate Mw according to GPC was 1083 g / mol.
Пример 6. Получение L-тартрата кальция и L-(+)-винной кислоты . Example 6. Obtaining L-calcium tartrate and L - (+) - tartaric acid.
Штамм Acinetobacter tartarogenes КВ-111 вносили в ферментер емкостью 2 л, содержащий 500 мл жидкой культуральной среды, состоящей из цис-2,3-эпоксисукцината кальция (0,6%), сульфата аммония (0,5%), дикалийфосфата (0,1%), сульфата магния (0,05%), с pH 7,0. Вышеуказанную смесь подвергали культивированию с возвратно-поступательным движением при 30°С в течение 24 часов и получали 500 мл культурального бульона. Этот культуральный бульон переносили в резервуар емкостью 50 л, который содержал 30 л жидкой культуральной среды, состоящей из пептона (0,1%), сульфата аммония (0,5%), дикалийфосфата (0,1%), сульфата магния (0,05%), сульфата железа (0,001%), глюкозы (0,2%), с pH 7.0; в то же время добавляли в резервуар 180 г цис-2,3-эпоксисукцината кальция по Примеру 4. Полученный продукт культивировали при 30°С с перемешиванием и аэрацией, при этом добавляли в культуру 20 г Terravis К1-2 (торговая марка Sasol) в качестве пеногасителя. По истечении 24 часов после начала культивирования добавляют 6 кг цис-2,3-эпоксисукцината кальция пентагидрата с последующей культивацией в течение 24 часов. Примерно 30 л полученного культурального бульона фильтровали с помощью фильтровального пресса и полученный осадок промывали водой. Продукт суспендировали в 10 л воды, центрифугировали, осадок вновь отделяли и промывали водой. Получали кристаллы L-тартрата кальция тетрагидрата массой 5,8 кг, выход 94%. The Acinetobacter tartarogenes strain KB-111 was introduced into a 2-liter fermenter containing 500 ml of liquid culture medium consisting of cis-2,3-epoxysuccinate calcium (0.6%), ammonium sulfate (0.5%), dipotassium phosphate (0, 1%), magnesium sulfate (0.05%), with a pH of 7.0. The above mixture was subjected to a reciprocating culture at 30 ° C. for 24 hours, and 500 ml of culture broth was obtained. This culture broth was transferred to a 50 L tank, which contained 30 L of liquid culture medium consisting of peptone (0.1%), ammonium sulfate (0.5%), dipotassium phosphate (0.1%), magnesium sulfate (0, 05%), ferrous sulfate (0.001%), glucose (0.2%), with a pH of 7.0; at the same time, 180 g of cis-2,3-epoxysuccinate calcium was added to the tank according to Example 4. The resulting product was cultured at 30 ° C with stirring and aeration, while 20 g of Terravis K1-2 (trade mark Sasol) was added to the culture as an antifoam agent. After 24 hours after the start of cultivation, 6 kg of cis-2,3-epoxysuccinate calcium pentahydrate are added, followed by cultivation for 24 hours. About 30 L of the resulting culture broth was filtered with a filter press, and the resulting precipitate was washed with water. The product was suspended in 10 L of water, centrifuged, the precipitate was again separated and washed with water. Crystals of calcium L-tartrate tetrahydrate weighing 5.8 kg were obtained, yield 94%.
L- (+)-винную кислоту получали гидролизом L-тартрата кальция тетрагидрата путем пропускания полученных кристаллов L-тартрата кальция тетрагидрата через ионообменную колонку. L- (+) - tartaric acid was obtained by hydrolysis of calcium L-tartrate tetrahydrate by passing the obtained crystals of L-tartrate calcium tetrahydrate through an ion exchange column.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ CLAIM
1. Кристаллическая форма цис-2 ,3-эпоксисукцината кальция отличающаяся тем, что кристаллы принадлежат к пространственной группе R2i/h, где параметры кристаллической решетки при 22°С составляют а=15. 1916(2) А, Ь=8.9121(1) А, с=7.4724(1) А, beta=103. 309(1)°. 1. Crystalline form of cis-2, 3-epoxysuccinate calcium, characterized in that the crystals belong to the space group R2i / h, where the parameters of the crystal lattice at 22 ° C are a = 15. 1916 (2) A, b = 8.9121 (1) A, c = 7.4724 (1) A, beta = 103. 309 (1) °.
2. Кристаллическая форма по п.1, где размер кристаллов составляет от 60 до 115 мкм. 2. The crystalline form of claim 1, wherein the crystal size is 60 to 115 microns.
3. Кристаллическая форма по п.2, где размер кристаллов составляет 100 мкм. 3. The crystalline form of claim 2, wherein the crystal size is 100 microns.
4. Способ получения кристаллической формы цис-2,3- эпоксисукцината кальция по п.1, включающий следующие стадии: a) взаимодействие малеинового ангидрида или малеиновой кислоты с соединением кальция с получением кислого малеата кальция; 4. A method of obtaining a crystalline form of cis-2,3-epoxysuccinate calcium according to claim 1, including the following stages: a) the interaction of maleic anhydride or maleic acid with a calcium compound to obtain acid calcium maleate;
B) эпоксидирование кислого малеата кальция пероксидом водорода в присутствии катализаторов эпоксидирования с получением кислого цис-2,3-эпоксисукцината кальция; c) нейтрализация кислого цис-2 ,3-эпоксисукцината кальция путем добавления соединения кальция; d) выдерживание цис-2,3-эпоксисукцината кальция в течение от 24 до 240 ч с получением кристаллической формы цис-2,3- эпоксисукцината кальция e) выделение кристаллической формы цис-2,3-эпоксисукцината кальция . B) epoxidation of acidic calcium maleate with hydrogen peroxide in the presence of epoxidation catalysts to obtain acidic cis-2,3-epoxysuccinate calcium; c) neutralizing acidic cis-2, 3-epoxysuccinate calcium by adding a calcium compound; d) aging cis-2,3-epoxysuccinate calcium for 24 to 240 hours to obtain the crystalline form of cis-2,3-epoxysuccinate calcium e) isolation of the crystalline form of cis-2,3-epoxysuccinate calcium.
5. Способ по п.4, где на стадии а) соотношение малеиновой кислоты или малеинового ангидрида к соединению кальция составляет 1:0,5. 5. A process according to claim 4, wherein in step a) the ratio of maleic acid or maleic anhydride to calcium compound is 1: 0.5.
6. Способ по п.4, где на стадии а) реакцию проводят в течение от 10 мин до 10 ч. 6. The method according to claim 4, wherein in step a) the reaction is carried out for 10 minutes to 10 hours.
7. Способ по п.6, где на стадии а) реакцию проводят в течение от 20 мин до 3 ч. 7. A method according to claim 6, wherein in step a) the reaction is carried out for 20 minutes to 3 hours.
8. Способ по п.7, где на стадии а) реакцию проводят в течение от 30 мин до 2 ч. 8. The method according to claim 7, wherein in step a) the reaction is carried out for 30 minutes to 2 hours.
9. Способ по п.4, где на стадии а) температура реакции составляет от 0 до 100°С. 9. A process according to claim 4, wherein in step a) the reaction temperature is from 0 ° C to 100 ° C.
10. Способ по п.9, где на стадии а) температура реакции составляет от 15 до 70°С. 10. A process according to claim 9, wherein in step a) the reaction temperature is 15 to 70 ° C.
11. Способ по п.10, где на стадии а) температура реакции составляет от 20 до 60°С. 11. A process according to claim 10, wherein in step a) the reaction temperature is 20 ° C to 60 ° C.
12. Способ по п.4, где пероксид водорода вводят в реакционную смесь в виде раствора в воде. 12. The method of claim 4, wherein hydrogen peroxide is introduced into the reaction mixture as a solution in water.
13. Способ по п.12, где используют раствор пероксида водорода в воде с концентрацией от 5 до 100% 13. The method according to claim 12, where a solution of hydrogen peroxide in water with a concentration of 5 to 100% is used
14. Способ по п.13, где используют раствор пероксида водорода в воде с концентрацией от 20 до 40%. 14. The method according to claim 13, wherein a solution of hydrogen peroxide in water with a concentration of 20 to 40% is used.
15. Способ по п.4, где пероксид водорода вводят единовременно . 15. The method of claim 4, wherein hydrogen peroxide is administered at a time.
16. Способ по п.4, где пероксид водород вводят по частям в течение от 5 мин до 3 ч. 16. The method of claim 4, wherein hydrogen peroxide is added in portions over 5 minutes to 3 hours.
17. Способ по п.4, где катализатор эпоксидирования представляет собой вольфрамовую и/или молибденовую кислоты, гетерополикислоты вольфрама и молибдена, соли вольфрамовой и молибденовой кислот. 17. The method according to claim 4, wherein the epoxidation catalyst is tungstic and / or molybdic acids, heteropoly acids of tungsten and molybdenum, salts of tungstic and molybdic acids.
18. Способ по п.17, где катализатор эпоксидирования представляет собой вольфрамат натрия, вольфрамат калия, молибдат натрия, фосфорвольфрамовую кислоту, фосфомолибденовую кислоту и кремнийвольфрамовую кислоту. 18. The method of claim 17, wherein the epoxidation catalyst is sodium tungstate, potassium tungstate, sodium molybdate, phosphorotungstic acid, phosphomolybdic acid, and silicotungstic acid.
19. Способ по п.4, где на стадии Ь) температура реакции составляет от 40 до 100°С. 19. A process according to claim 4, wherein in step b) the reaction temperature is 40 ° C to 100 ° C.
20. Способ по п.19, где на стадии Ь) температура реакции составляет от 50 до 80°С. 20. A process according to claim 19, wherein in step b) the reaction temperature is 50 to 80 ° C.
21. Способ по п.20, где на стадии Ь) температура реакции составляет от 55 до 65°С. 21. A process according to claim 20, wherein in step b) the reaction temperature is 55 to 65 ° C.
22. Способ по п.4, где на стадии Ь) реакцию проводят в течение от 0,5 до 24 ч. 22. The method of claim 4, wherein in step b) the reaction is carried out for 0.5 to 24 hours.
23. Способ по п.22, где на стадии Ь) реакцию проводят в течение от 1 до 6 ч. 23. The method of claim 22, wherein in step b) the reaction is carried out for 1 to 6 hours.
24. Способ по п.23, где на стадии Ь) реакцию проводя в течение от 2 до 4 ч. 24. The method according to claim 23, wherein in step b) the reaction is carried out for 2 to 4 hours.
25. Способ по п.4, где на стадии d) выдержку осуществляют от 32 до 120 ч. 25. The method according to claim 4, where in step d) the exposure is carried out from 32 to 120 hours.
26. Способ по п.25, где на стадии d) выдержку осуществляют от 48 до 96 ч. 26. The method according to claim 25, wherein in step d) the exposure is carried out for 48 to 96 hours.
27. Способ по п.4, где на стадии d) выдержку осуществляют при температуре от 10 до 60°С. 27. The method according to claim 4, wherein in step d) the exposure is carried out at a temperature of 10 to 60 ° C.
28. Способ по п.27, где на стадии d) выдержку осуществляют при температуре от 20 до 40°С. 28. The method according to claim 27, wherein in step d) the exposure is carried out at a temperature of 20 to 40 ° C.
29. Однородная водная суспензия кристаллической формы цис- 2,3-эпоксисукцината кальция по п.1, где кристаллы принадлежат к пространственной группе R2i/h, причем параметры кристаллической решетки при 22 °С составляют а=15.1916(2) А, Ь=8.9121(1) А, с=7.4724(1) A, beta=103.309(1)°. 29. Homogeneous aqueous suspension of the crystalline form of cis-2,3-epoxysuccinate calcium according to claim 1, where the crystals belong to space group R2i / h, and the lattice parameters at 22 ° C are a = 15.1916 (2) A, b = 8.9121 (1) A, c = 7.4724 (1) A, beta = 103.309 (1) °.
30. Применение кристаллической формы цис-2, 3- эпоксисукцината кальция по п.1 в качестве затравки в способе получения новых порций кристаллической формы цис-2, 3- эпоксисукцината кальция. 30. The use of the crystalline form of cis-2, 3-calcium epoxysuccinate according to claim 1 as a seed in the method of obtaining new portions of the crystalline form of cis-2, 3-calcium epoxysuccinate.
31. Способ получения кристаллической формы цис-2, 3- эпоксисукцината кальция по п.1, включающий следующие стадии: a) взаимодействие малеинового ангидрида или малеиновой кислоты с соединением кальция с получением кислого малеата кальция; 31. A method of obtaining a crystalline form of cis-2, 3-epoxysuccinate calcium according to claim 1, including the following stages: a) interaction of maleic anhydride or maleic acid with a calcium compound to obtain acid calcium maleate;
B) эпоксидирование кислого малеата кальция пероксидом водорода в присутствии катализаторов эпоксидирования с получением кислого эпоксисукцината кальция; c) добавление от 0,1 до 20 мае. % затравки; d) нейтрализация кислого цис-2 ,3-эпоксисукцината кальция путем добавления соединения кальция; отличающийся тем, что в качестве затравки используют кристаллическую форму цис-2,3-эпоксисукцината кальция по п.1. B) epoxidation of acidic calcium maleate with hydrogen peroxide in the presence of epoxidation catalysts to obtain acidic calcium epoxysuccinate; c) addition from 0.1 to 20 May. % seed; d) neutralizing acidic cis-2, 3-epoxysuccinate calcium by adding a calcium compound; characterized in that the crystalline form of cis-2,3-epoxysuccinate calcium according to claim 1 is used as a seed.
32. Способ по п.31, где на стадии а) соотношение малеиновой кислоты или малеинового ангидрида к соединению кальция составляет 1:0,5. 32. A process according to claim 31, wherein in step a) the ratio of maleic acid or maleic anhydride to calcium compound is 1: 0.5.
33. Способ по п.31, где на стадии а) реакцию проводят в течение от 10 мин до 10 ч. 33. The method according to claim 31, wherein in step a) the reaction is carried out for 10 minutes to 10 hours.
34. Способ по п.ЗЗ, где на стадии а) реакцию проводят в течение от 20 мин до 3 ч. 34. The method according to p. ЗЗ, where in stage a) the reaction is carried out for from 20 minutes to 3 hours.
35. Способ по п.34, где на стадии а) реакцию проводят в течение от 30 мин до 2 ч. 35. The method according to claim 34, wherein in step a) the reaction is carried out for from 30 minutes to 2 hours.
36. Способ по п.31, где на стадии а) температура реакции составляет от 0 до 100°С. 36. The process according to claim 31, wherein in step a) the reaction temperature is from 0 ° C to 100 ° C.
37. Способ по п.36, где на стадии а) температура реакции составляет от 15 до 70°С. 37. The method according to claim 36, wherein in step a) the reaction temperature is 15 to 70 ° C.
38. Способ по п.37, где на стадии а) температура реакции составляет от 20 до 60°С. 38. The method according to claim 37, wherein in step a) the reaction temperature is 20 ° C to 60 ° C.
39. Способ по п.31, где пероксид водорода вводят в реакционную смесь в виде раствора в воде. 39. The method of claim 31, wherein hydrogen peroxide is introduced into the reaction mixture as a solution in water.
40. Способ по п.39, где используют раствор пероксида водорода в воде с концентрацией от 5 до 100% 40. The method according to claim 39, where a solution of hydrogen peroxide in water with a concentration of 5 to 100% is used
41. Способ по п.40, где используют раствор пероксида водорода в воде с концентрацией от 20 до 40%. 41. The method according to claim 40, wherein a peroxide solution is used hydrogen in water with a concentration of 20 to 40%.
42. Способ по п.31, где пероксид водорода вводят единовременно. 42. The method of claim 31, wherein hydrogen peroxide is administered at a time.
43. Способ по п.31, где пероксид водород вводят по частям в течение от 5 мин до 3 ч. 43. The method of claim 31, wherein hydrogen peroxide is added in portions over 5 minutes to 3 hours.
44. Способ по п.31, где катализатор эпоксидирования представляет собой вольфрамовую и/или молибденовую кислоты, гетерополикислоты вольфрама и молибдена, соли вольфрамовой и молибденовой кислот. 44. The method according to claim 31, wherein the epoxidation catalyst is tungstic and / or molybdic acids, heteropoly acids of tungsten and molybdenum, salts of tungstic and molybdic acids.
45. Способ по п.44, где катализатор эпоксидирования представляет собой вольфрамат натрия, вольфрамат калия, молибдат натрия, фосфорвольфрамовую кислоту, фосфомолибденовую кислоту и кремнийвольфрамовую кислоту. 45. The method of claim 44, wherein the epoxidation catalyst is sodium tungstate, potassium tungstate, sodium molybdate, phosphorotungstic acid, phosphomolybdic acid, and silicotungstic acid.
46. Способ по п.31, где на стадии Ь) температура реакции составляет от 40 до 100°С. 46. A process according to claim 31, wherein in step b) the reaction temperature is 40 ° C to 100 ° C.
47. Способ по п.31, где на стадии Ь) температура реакции составляет от 50 до 80°С. 47. The process according to claim 31, wherein in step b) the reaction temperature is 50 to 80 ° C.
48. Способ по п.47, где на стадии Ь) температура реакции составляет от 55 до 65°С. 48. The process according to claim 47, wherein in step b) the reaction temperature is 55 ° C to 65 ° C.
49. Способ по п. 31, где на стадии Ь) реакцию проводят в течение от 0,5 до 24 ч. 49. The method of claim 31, wherein in step b) the reaction is carried out for 0.5 to 24 hours.
50. Способ по п.49, где на стадии Ь) реакцию проводят в течение от 1 до б ч. 50. The method according to claim 49, where in step b) the reaction is carried out for from 1 to 6 hours.
51. Способ по п.50, где на стадии Ь) реакцию проводя в течение от 2 до 4 ч. 51. The method according to claim 50, wherein in step b) the reaction is carried out for 2 to 4 hours.
52. Способ по п.31, где затравку добавляют в количестве от 0,2 до 5 мас.%. 52. The method of claim 31, wherein the seed is added in an amount ranging from 0.2 to 5 wt%.
53. Способ по п.52, где затравку добавляют в количестве от 0,5 до 2 мас.%. 53. The method of claim 52, wherein the seed is added in an amount of 0.5 to 2 wt%.
54. Способ получения L-(+)-винной кислоты, включающий стадии : a) взаимодействие малеинового ангидрида или малеиновой кислоты с соединением кальция с получением кислого малеата кальция; 54. A method of obtaining L - (+) - tartaric acid, comprising the stages: a) the interaction of maleic anhydride or maleic acid with a calcium compound to obtain acid calcium maleate;
B) эпоксидирование кислого малеата кальция пероксидом водорода в присутствии катализаторов эпоксидирования с получением кислого цис-2,3-эпоксисукцината кальция; c) нейтрализация кислого цис-2,3-эпоксисукцината кальция путем добавления соединения кальция; d) выдерживание цис-2,3-эпоксисукцината кальция в течение от 24 до 240 ч с получением кристаллической формы цис-2,3- эпоксисукцината кальция, где кристаллы принадлежат к пространственной группе Р21/п, причем параметры кристаллической решетки при 22°С составляют а=15.1916(2) А, Ь=8.9121(1) А, с=7.4724(1) A, beta=103.309(1)° е) ферментативный гидролиз полученной кристаллической формы цис-2,3-эпоксисукцината кальция. B) epoxidation of acidic calcium maleate with hydrogen peroxide in the presence of epoxidation catalysts to obtain acidic cis-2,3-epoxysuccinate calcium; c) neutralizing acidic cis-2,3-epoxysuccinate calcium by adding a calcium compound; d) holding cis-2,3-epoxysuccinate calcium for from 24 to 240 h to obtain the crystalline form of cis-2,3-epoxysuccinate calcium, where the crystals belong to the space group P21 / n, and the lattice parameters at 22 ° C are a = 15.1916 (2) A, b = 8.9121 (1 ) A, c = 7.4724 (1) A, beta = 103.309 (1) ° f) enzymatic hydrolysis of the obtained crystalline form of cis-2,3-epoxysuccinate calcium.
55. Способ получения L-(+)-винной кислоты, включающий стадии : а) взаимодействие малеинового ангидрида или малеиновой кислоты с соединением кальция с получением кислого малеата кальция; b) эпоксидирование кислого малеата кальция пероксидом водорода в присутствии катализаторов эпоксидирования с получением кислого эпоксисукцината кальция; c) добавление от 0,1 до 20 мас.% затравки; d) нейтрализация кислого цис-2,3-эпоксисукцината кальция путем добавления соединения кальция; e) ферментативный гидролиз полученной кристаллической формы цис-2,3-эпоксисукцината кальция, отличающийся тем, что в качестве затравки используют кристаллическую форму цис-2 ,3-эпоксисукцината кальция, где кристаллы принадлежат к пространственной группе Р21/п, причем параметры кристаллической решетки при 22°С составляют а=15.1916(2) А, Ь=8.9121(1) А, с=7.4724(1) A, beta=103.309(1)°. 55. A method of obtaining L - (+) - tartaric acid, comprising the stages: a) the interaction of maleic anhydride or maleic acid with a calcium compound to obtain acid calcium maleate; b) epoxidation of acidic calcium maleate with hydrogen peroxide in the presence of epoxidation catalysts to obtain acidic calcium epoxysuccinate; c) adding from 0.1 to 20 wt.% seed; d) neutralizing acidic cis-2,3-epoxysuccinate calcium by adding a calcium compound; e) enzymatic hydrolysis of the obtained crystalline form of cis-2,3-epoxysuccinate calcium, characterized in that the crystal form of cis-2, 3-epoxysuccinate calcium is used as a seed, where the crystals belong to the space group P21 / p, and the parameters of the crystal lattice at 22 ° C are a = 15.1916 (2) A, b = 8.9121 (1) A, c = 7.4724 (1) A, beta = 103.309 (1) °.
56. Способ получения поликарбоксилата, в котором в качестве (со)мономера используют цис-2,3-эпоксисукцинат кальция, где кристаллы принадлежат к пространственной группе Р21/п, причем параметры кристаллической решетки при 22°С составляют а=15.1916(2) А, Ь=8.9121(1) А, с=7.4724(1) A, beta=103.309(1)°. 56. A method of producing a polycarboxylate, in which cis-2,3-epoxysuccinate of calcium is used as a (co) monomer, where the crystals belong to the space group P21 / n, and the lattice parameters at 22 ° C are a = 15.1916 (2) A , B = 8.9121 (1) A, c = 7.4724 (1) A, beta = 103.309 (1) °.
PCT/RU2021/000122 2020-03-26 2021-03-25 Crystalline calcium epoxysuccinate, method for producing same and use thereof WO2021194381A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020112407 2020-03-26
RU2020112407A RU2787475C2 (en) 2020-03-26 Crystal form of calcium epoxysuccinate, its production method, and use for production of tartaric acid

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021194381A1 true WO2021194381A1 (en) 2021-09-30

Family

ID=77836508

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2021/000122 WO2021194381A1 (en) 2020-03-26 2021-03-25 Crystalline calcium epoxysuccinate, method for producing same and use thereof

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2021194381A1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1534195A (en) * 1975-05-07 1978-11-29 Takeda Chemical Industries Ltd Method for producing l(+)-tartaric acid
CN101602852B (en) * 2009-07-13 2011-04-06 山东省泰和水处理有限公司 Preparation method for polyepoxy sodium succinate for water treatment
US9109084B1 (en) * 2014-09-18 2015-08-18 Jacam Chemical Company 2013, Llc Synthesis of polyepoxy succinic acid compounds using free radical initiators
CN105753818A (en) * 2014-12-17 2016-07-13 怀来县长城生物化学工程有限公司 Method for synthesizing calcium epoxy succinate suspension and method for producing L-(+)-tartaric acid
EP2370586B1 (en) * 2008-12-02 2017-11-01 PURAC Biochem BV Process for the preparation of a monovalent succinate salt

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1534195A (en) * 1975-05-07 1978-11-29 Takeda Chemical Industries Ltd Method for producing l(+)-tartaric acid
EP2370586B1 (en) * 2008-12-02 2017-11-01 PURAC Biochem BV Process for the preparation of a monovalent succinate salt
CN101602852B (en) * 2009-07-13 2011-04-06 山东省泰和水处理有限公司 Preparation method for polyepoxy sodium succinate for water treatment
US9109084B1 (en) * 2014-09-18 2015-08-18 Jacam Chemical Company 2013, Llc Synthesis of polyepoxy succinic acid compounds using free radical initiators
CN105753818A (en) * 2014-12-17 2016-07-13 怀来县长城生物化学工程有限公司 Method for synthesizing calcium epoxy succinate suspension and method for producing L-(+)-tartaric acid

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BERNSHTEIN DZH.: "Polimorfizm molekuliarnykh kristallov", SCIENCE, 2007, Moscow, pages 500, ISBN: 978-5-02-035729-7 *
DYTNERSKII IU.I.: "Protsessy i apparaty khimicheskoi tekhnologii", KHIMIIA, 1995, Moscow, pages 368, ISBN: 5-7245-1007-3 *
HUANG HENGHUI ET AL.: "Polyepoxysuccinic acid with hyper-branched Structure as an environmentally friendly scale inhibitor and its scale inhibition mechanism", JOURNAL OF SAUDI CHEMICAL SOCIETY, vol. 23, no. 1, 2019, pages 61 - 74, XP085573807, DOI: 10.1016/j.jscs. 2018.04.00 3 *
KITAMURA MITSUTAKA: "Controlling factor of polymorphism in crystallization process", JOURNAL OF CRYSTAL GROWTH, vol. 237 - 23, 2002, pages 2205 - 2214, XP004356336, DOI: 10.1016/80022-0248(01)02277-1 *
PIKKERING U.F.: "Sovremennaia analiticheskaia khimiia", KHIMIIA, 1977, Moscow, pages 560 *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2020112407A3 (en) 2021-09-27
RU2020112407A (en) 2021-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0319917B1 (en) Process for batchwise acetal production
US9314774B2 (en) Catalyst for methanol production, method of producing the same and process of methanol production
Song et al. Synthesis and characterization of magnesium hydroxide by batch reaction crystallization
CN104229826A (en) ZSM-5 molecular sieve and preparation method thereof
US3953584A (en) Process for the preparation of basic aluminum chlorides
CN108217665A (en) A kind of pure silicon nanometer Beta molecular sieves and preparation method thereof
RU2757039C2 (en) Method for producing a crystalline form of calcium cis-2,3-epoxysuccinate
WO2021194382A1 (en) Method for producing a crystalline form of calcium cis-2,3-epoxysuccinate
WO2021194381A1 (en) Crystalline calcium epoxysuccinate, method for producing same and use thereof
RU2787475C2 (en) Crystal form of calcium epoxysuccinate, its production method, and use for production of tartaric acid
RU2756956C2 (en) Method for obtaining crystalline form of calcium cis-2,3-epoxysuccinate
Lennartson et al. Absolute asymmetric synthesis of five-coordinate complexes
CN112028087A (en) Transition metal element doped AlPO-15 molecular sieve and preparation method thereof
CN1109576C (en) Process for producing hydrotalcites and their metal oxides
RU2763329C2 (en) Method for obtaining crystalline form of calcium cis-2,3-epoxysuccinate
RU2762326C2 (en) Method for obtaining fine-crystalline form of calcium cis-2,3-epoxysuccinate
RU2389690C2 (en) Tungstic acid powder consisting of spherical particles and method of preparing said powder
RU2384564C2 (en) Method of producing dihydrate of cobalt (ii) oxalate
CN115304084A (en) Method for preparing nano lithium fluoride by utilizing solid-phase reaction
CN114437148A (en) Preparation method of sodium salt or potassium salt of pharmaceutic adjuvant
JP3247896B2 (en) Method for producing hydroxyapatite
JPH04261189A (en) Production of tin trifluoromethanesulfonate
CN1756739A (en) Method for the production of a thioacetic acid and salts thereof
CN116041724B (en) Porous chiral metal-organic framework material and preparation method and application thereof
JP2618271B2 (en) Crystal modification of magnesium mono-p-nitrobenzylmalonate and its preparation

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21776579

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21776579

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1